El Tamiz

Si no eres parte de la solución eres parte del precipitado

Fluctuación en varias constantes físicas

Como bien sabéis, aquí no solemos dar noticias de índole científica demasiado a menudo, ya que hay otros que lo hacen mucho mejor. Sin embargo, hay veces en las que el asunto es imposible de ignorar, como sucede hoy, y entenderlo requiere tiempo y paciencia porque es enrevesado a más no poder… Si no lo has leído por ahí todavía, en los últimos años científicos de varias instituciones se han percatado de que varias constantes físicas parecen no ser realmente constantes, sino que se han ido modificando ligeramente en el tiempo; y los cambios, aunque ligeras, sugieren que no conocemos tanto sobre el funcionamiento del Universo como pensábamos antes.

Aunque parezca extraño, esto es algo que viene de antiguo. Durante muchos años hemos tenido problemas con la única unidad del Sistema Internacional que sigue estando basada en un objeto físico: el kilogramo. Como probablemente sabes, esta unidad es la masa de una pesa de metal guardada en un sótano de París, y en cierto sentido es una reliquia: todas las demás unidades, como el metro o el segundo, están ya basadas en cosas que no dependen de un objeto físico. Por ejemplo, desde 1983 el metro se define como la distancia que recorre la luz en 1/299 792 458 de un segundo.

El problema con el kilogramo es que, a lo largo de los años, los científicos se dieron cuenta de que la masa de esa pesa guardada en París no era constante, sino que aumentaba unos 5·10-7 kg cada año. La razón era la acumulación de polvo del aire que rodeaba la pesa, de modo que se decidió –hace ya mucho tiempo– encerrarla en un recipiente hermético, de modo que no hubiera interacción con el aire, ni oxidación, ni nada parecido.

Y la masa aumentó unos 5·10-7 kg cada año.

Recientemente se decidió sustituir la masa metálica de París con una esfera de silicio cristalino, fabricada en el Physikalisch-Technische Bundesanstalt alemán. La ventaja de esta esfera de silicio –que ha llevado varios años construir– es que los átomos de silicio forman cristales de ocho átomos cada uno, y al pulir la esfera lo suficiente es posible garantizar con una exactitud enorme el número exacto de átomos en la esfera. Los científicos del PTB han medido la granularidad de la superficie cristalina utilizando interferometría de rayos X hasta estar absolutamente seguros del número de átomos de la esfera.

Esfera de silicio cristalino

Esfera de silicio cristalino del PTB.

Dado que conocemos la masa del átomo de silicio, al multiplicarlo por el número de átomos en la esfera de silicio cristalino podemos estar completamente seguros de la masa de la esfera. A finales de 2011 ésta fue introducida en el interior de un recipiente hermético dentro del que se ha hecho el vacío, de modo que no haya interacción posible con el aire. Además, al tratarse de cristales muy estables de silicio, la reacción química con cualquier otra cosa es prácticamente imposible. Se trata de un logro que puede sonar algo mundano, pero es de una importancia extraordinaria.

Pero imagino que ya sospechas lo que te voy a decir ahora: desde finales de 2011 hasta ahora, la esfera ha ganado unos 5·10-7 kg de masa.

Los físicos del PTB han vuelto a “contar” los átomos de silicio como hicieron antes, y el número de átomos es exactamente el mismo. De acuerdo con Hans Dellenbach, del PTB,

[…] no podemos descartar, por tanto, el hecho de que la masa del átomo de silicio esté cambiando en el tiempo.

Desde luego, 5·10-7 kg no parece mucho comparado con 1 kg, que es la masa de la esfera: no es más que el 0,00005% de aumento anual. Sin embargo, por pequeña que sea esa variación, ¿a qué se debe? ¿se trata de algo especial en el silicio? No parece que lo sea: el aumento es casi el mismo que sucedía en el caso de la pesa metálica anterior.

Desde que se detectase el aumento de masa de la esfera de silicio hace menos de un mes se han realizado comparaciones entre la masa atómica del silicio y la de otros elementos: la relación es la misma de antes. Esto significa que, si el silicio tiene más masa cada año, lo mismo le sucede a todos los otros elementos, una de las razones por las que es imposible darse cuenta del efecto (la otra razón, naturalmente, es lo minúsculo de la variación).

¡Pero las sorpresas no acaban aquí! Tras conocer esta variación másica, varios científicos involucrados en el polémico experimento de neutrinos superlumínicos del año pasado han alzado la voz. Como seguro que recuerdas, al principio se pensó que se había medido una velocidad mayor que la luz en un experimento realizado con neutrinos, pero luego se llegó a la conclusión de que había sido un error experimental.

¿Y si no lo hubiera sido? Tras analizar de nuevo los datos, a la vista de que algo que considerábamos constante no lo es después de todo, la conclusión de varios físicos del CERN es que no hubo error: los neutrinos no superaron la velocidad de la luz –algo imposible de acuerdo con la Teoría de la Relatividad Especial de Albert Einstein–. Esto es, no superaron la velocidad de la luz actual, de acuerdo con Pier Luigi Lucerna, del CERN:

Lo primero que hicimos fue comparar la velocidad medida de los neutrinos con la velocidad de la luz. La velocidad que medimos entonces fue mayor que la de la luz en un 0,00005%, exactamente la misma proporción del aumento de masa del patrón del kilogramo.

¿Coincidencia? Probablemente no. El surrealismo se ha completado cuando un equipo del Fermilab ha repetido, por simple precaución, algo que no hacíamos desde hace varios años: medir el valor de la constante de estructura fina de Sommerfeld, la constante que determina la intensidad de la interacción electromagnética.

La constante de estructura fina es especial por una razón muy simple: no tiene unidades. Al ser una magnitud adimensional, da igual el sistema de unidades que se utilice, ya que su valor es siempre exactamente el mismo: 7,297352568·10-3. El problema es que, cuando ha sido medida en el Fermilab –algo que no se hacía desde el año 2002–, su valor ha resultado ser de 7,301002065·10-3. Y antes de que lo preguntes, sí: un aumento del 0,00005% anual durante diez años.

A algunos la noticia del cambio en la constante de Sommerfeld no ha resultado una sorpresa, como a Henry K. Lewinson, del propio Fermilab:

La constante de estructura fina se define en función de cosas como la velocidad de la luz y la constante de Planck. Si aquéllas están variando, no debería sorprendernos que también lo haga ésta.

Pero, si todas las constantes están variando en una proporción idéntica, ¿cómo es posible que nos hayamos dado cuenta? Esto se han preguntado científicos de todo el mundo, y la cosa tiene sentido: la única manera que tenemos de medir las constantes que rigen el comportamiento del Universo es interaccionar con él, de modo que un cambio proporcional en todas ellas sería absolutamente inapreciable por nosotros. De hecho, nos daría igual, y a todos los efectos empíricos no tendría importancia alguna.

Y ahí está la clave: en que hay una constante, sólo una constante, que se ha mantenido fija: la Constante de Gravitación Universal. No tenemos ni idea de por qué, aunque la gravitación sigue siendo la única interacción fundamental que no hemos sido capaces de incluir en nuestros modelos cuánticos; ¿puede tener esto que ver con su diferente comportamiento? No lo sabemos.

Lo que sí sabemos es que la variación en el resto de constantes, aunque haya sido pequeña y gradual, sí es ya perceptible, pero para entender esto hace falta detenernos un momento.

Lo que percibimos como transcurso del tiempo no es más que el ritmo al que las cosas cambian a nuestro alrededor. Esos cambios, sin embargo, se deben a las interacciones entre las cosas, y esas interacciones se producen a través de las fuerzas fundamentales: nuclear fuerte y débil, electromagnética y gravitatoria. Pero de esas cuatro fuerzas, tres han cambiado su valor poco a poco a lo largo de los años.

La conclusión es inevitable: el tiempo no pasa al mismo ritmo de antes. Al intensificarse ligeramente las interacciones electromagnética, nuclear fuerte y débil, los cambios se suceden a un ritmo ligeramente superior al de antes, y estoy seguro de que esto lo has notado: ¿no te parece que cada vez los años pasan más deprisa?

No, no es una sensación, ni un efecto de la edad: los años realmente pasan más deprisa que cuando eras niño. De hecho, tu cerebro lleva intentando decírtelo hace tiempo, pero a veces ignoramos nuestra intuición en favor de la razón, lo que nos lleva a cometer errores de bulto como éste.

Además, este incremento minúsculo pero acumulado de las constantes tiene consecuencias en muchos otros aspectos de la vida cotidiana. De acuerdo con el propio Lewinson,

Ahora todo encaja. El incremento diferencial de la constante de estructura fina es la causa de que El Hobbit no sea una sola película, como exige la más mínima lógica, sino que sea una trilogía… es el propio tiempo el que ha cambiado ((De acuerdo con otros científicos, sin embargo, el tiempo se ralentizó mientras veían la película)).

Otras consecuencias de la variación en las supuestas constantes son más siniestras: si se intensifica el valor de las interacciones fundamentales es algo así como si se “tensaran” las cuerdas que unen las cosas, y un cambio muy pequeño puede tener consecuencias catastróficas sobre el mundo tal y como lo conocemos, ya que la propia estructura electrónica del átomo podría cambiar.

Pero esto no es lo peor, y pido disculpas ya por lo que voy a decir: cuando se introduce el efecto del cambio gradual en el tiempo en nuestros calendarios, las cosas cambian en unos cuantos minutos por año. ¡Nuestros calendarios están mal!

Naturalmente, esto no sólo afecta a los calendarios actuales. Al aplicar este efecto al calendario maya, la conclusión es que el fin del mundo nunca estuvo previsto para el día 21 de diciembre. La fecha corregida con el cambio acumulado de la constante de estructura fina se retrasa una semana. El final del calendario es el día 28 de diciembre de 2012, que además coincide con el aniversario del nacimiento de John von Neumann.

¿Coincidencia?

Yo no creo en las coincidencias.

Para saber más:

Este artículo fue publicado el día 28 de Diciembre de 2012, Día de los Santos Inocentes. Casi todo lo que has leído es mentira, pero si te ha hecho sonreír, ha merecido la pena.

Ciencia, Física

43 comentarios

De: Diego
2012-12-28 08:37:08

jajajaja al principio me lo creí enterito y temblaba ante semejante descubrimiento, pero al llegar a los neutrinos, por alguna empezó a chirriar todo y vi la fecha. Muy buena, Pedro.


De: oscar
2012-12-28 09:30:44

He picado como un primo una vez mas, el año pasado igual , jeje muy buen articulo, he estado disfrutando con el articulo maravillandome hasta lo del hobbit cuando me he dicho«ya me la ha colado un año mas»

Muy bueno :)


De: Javier
2012-12-28 09:31:22

Ja, Ja, Ja, Ja, Ja, Ja, Ja


De: Eodun
2012-12-28 09:38:25

Me has pillado en baja forma... hasta el hobbit he llegado. Muy buena


De: ianholing
2012-12-28 10:28:08

Otro pillado.. Menos mal que has puesto lo del hobbit porque ya estaba reenviando :P


De: Carlos Sánchez
2012-12-28 10:28:37

Me ha pasado lo mismo... hasta el Hobbit me lo he tragado pensando "ostras, qué descubrimiento" Me la has vuelto a clavar


De: Inaxio
2012-12-28 10:32:16

¡Jope! He leído con mucho interés el artículo hasta que me he empezado a mosquear con el conteo de átomos de la esfera... ¿Es eso posible? Ah, ya, jajaja! ¡Feliz Navidad y gracias por tu trabajo!


De: Fernando
2012-12-28 14:03:08

Me he dado cuenta cuando hablas de medir un aumento de masa en el patrón. No se puede medir un aumento de masa en el patrón, el es, "por definición" 1 kilogramo exacto, siempre, y mediante balanzas se calibran otros pesos que se usan para calibrar balanzas. Si su masa cambiara, por definición, nuestra definición de kilogramo cambiaría con ella, por lo que no lo notaríamos.


De: Pedro
2012-12-28 14:14:01

Inaxio, Fernando: echad un ojo al enlace en el que se menciona la esfera de silicio, porque el destino no es una inocentada :)


De: Pablo
2012-12-28 14:52:19

Jajaja la verdad yo estaba entre creermelo y no, hasta que he llegado al hobbit y he recordado que hoy es 28... Por poner una curiosidad: si la masa de las cosas aumentara un 0,00005%, aunque parezca infimo, la masa de la tierra aumentaria en 298700000000000000000 kilogramos, y una persona pesaria cada año 3,5 gramos mas que el anterior. Saludos y felices fiestas!


De: Martín
2012-12-28 15:06:25

Caí! No noté la inocentada hasta bien etrado el artículo. Incluso ya estaba pensando en mandarlo amenéame! :-D

Que la inocencia me vaga ¿no?


De: La cifra 0,00005% y su curiosa relación con la fluctuación en varias constantes físicas
2012-12-28 15:39:06

[...] "CRITEO-300x250", 300, 250); 1 meneos   La cifra 0,00005% y su curiosa relación con la fluctuación en varias constantes físicas eltamiz.com/2012/12/28/fluctuacion-en-varias-constantes-f...  por mezvan hace [...]


De: Omar
2012-12-28 15:48:02

Hahahaha me lo comí por bastante. Pedro, deberías escribir algún día un libro tipo Código DaVinci pero de mayor contenido científico, todo encajaría!


De: Scarbrow
2012-12-28 16:04:29

Yo he llegado a la broma con el asunto del 0,00005% anual. ¿Un 5% cada millón de años? Ni de coña! Y de ahí a los neutrinos, he empezado a reírme hasta el final.

Muy bueno, Pedro. Uno de los mejores artículos del 28 de Diciembre.


De: metodyko
2012-12-28 16:22:04

No es el caso, pero me la han metido, cosa muy fácil.
¿Pero ...? El Universo... ¿se está desmoronando?
por Marcelo Dos Santos (especial para Axxón)

http://axxon.com.ar/rev/166/c-166divulgacion.htm


De: Lluis rubio
2012-12-28 17:21:43

Jaaaaaaaaa
Pedro, gracias por todo el 2012 de tan buenos artículos y por este... Como un chino


De: 123
2012-12-28 17:42:44

Ya desde hace unos años es costumbre meterme en esta página los 28 de diciembre para ver la entrada del día, pero lo del Hobbit no me lo esperaba, muy bueno...


De: Jaime Seoane
2012-12-28 18:06:31

En tres palabras: SU-BLI-ME.
Ya iba predispuesto como cada año a leer la inocentada, pero cuando abro los enlaces a lo de la esfera de silicio y eso me digo " a ver si va ser verdad...". Pero luego llega lo del Hobbit y ya no paro de reir. Maestro, una vez más, chapeau!!!


De: helq
2012-12-28 18:38:02

Carajo me la he tragado enterita. Me dí cuenta que algo andaba mal en la parte de: "tu cerebro se da cuenta y ha tratado de decírtelo por años", sonaba muy magufo. Fue cuando pensé: "momento, ¿qué día es hoy?, aaaahhh es 28, todo encaja".

Juro, esta vez si, que el próximo año no caeré [claaaaaaaro].


De: Kinshian
2012-12-28 20:24:38

Confieso que he entrado solo por ver cual era la broma de hoy, al darme cuenta de que era 28 de diciembre...llevaba unos meses sin pasarme, a ver si me pongo al día.


De: Cesar Gonzalez
2012-12-28 21:13:32

Solo una cosa: Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja. Desde el principio no paré de reir, muy creativo el post, felicitaciones por tan buena broma.


De: Luis
2012-12-28 21:39:58

Dios mío, eres el mejor.


De: Lestat
2012-12-29 04:35:54

Pedro... amm.. me preocupas en verdad... dime... ¿no hiciste los cálculos para que ese 0,00005% ajustara exactamente una semana de tiempo para el calendario maya y el actual verdad?

jajajaja Gracias por hacerme reír hasta con estos temas.


De: Jose C
2012-12-29 04:45:08

Entré en la chanza como un caballo!!
jajajajaaaa, muy buena!
Feliz 2013 para todos.


De: Alex
2012-12-29 04:48:29

Buenísima Pedro... vine a caer en cuenta sólo al final, cuando metiste lo de la profecía Maya, sabía que nunca tomarías en serio algo así. Aunque antes comenzaron a darme dudas por ciertas cosas raras, como lo de la variación en el patrón del kilogramo, o que todas las constantes tuviesen la misma variación, acaso hay relaciones lineales entre ellas? Pensé.
En serio, que te podrías escribir un libro de ciencia ficción y sería Best Seller, sabes captar la atención y enredarlo a uno.
Genial!!!


De: Martin Villa
2012-12-29 06:55:32

he caido de cuerpo completo hasta pense.......La coleccion de problemas de Fisica que tengo, esta erronea. Muy bueno Felicidades. Un saludo desde Torreón, Coah. México


De: IdeoFunk
2012-12-29 13:37:04

Aunque no comente a menudo, ya soy viejo por esos lares. Este año no he caído, aunque me he reído igual que los demás. Ayer fue un día terrible de trabajo, y no pude leer el artículo, pero desde que comencé el día estaba esperando esa entrañable tradición. Gracias Pedro, y que no decaiga!
Ah! Y Feliz Año, compañeros!


De: Roberto Magaña
2012-12-29 17:03:25

Jajaja casi despierto a mi hijo para enseñarle el articulo muy bueno. Feliz año


De: inaki
2012-12-29 17:09:42

Me has pillado como un autentico jilipollas. Yo que iva a añadir un comentario al respecto en una web de física habria quedado como un autentico imbecil. Un saludo y feliz año a todos.


De: Jose Luis
2012-12-29 19:15:45

He picado, maldita sea, y eso que cuando leí "La conclusión es ..., y estoy seguro de que esto lo has notado: ¿no te parece que cada vez los años pasan más deprisa?" me dije, ¿pero es que Pedro no sabe que ese efecto ya está estudiado por la Neurociencia y es un mecanismo de nuestro cerebro para ponerse a salvo de la monotonía de nuestras pobres y aburridas vidas, y no tiene nada que ver con la física?

http://www.youtube.com/watch?v=JqNqggkQpys (minuto 5:18)

Aún así estuve buscando una justificación relativista a tu "broma". A pesar del 5x10-7 que también me extraño.

En fin, Feliz 2013, para ti y Geli.


De: diletante
2012-12-29 19:25:09

Estupendo artículo! Felices fiestas a todos los incautos que - como yo - se lo han creído hasta leer el 99'99995 %


De: José María
2012-12-29 20:21:07

Buenísimo el artículo. Ya estaba yo flipando con la idea de contárselo a todos mis amigos como novedad universal :) Enhorabuana Pedro.


De: Juan
2012-12-29 23:08:46

Jajaja, qué bueno Pedro! Te he leído de forma dogmática hasta el final a pesar del aturullo que se iba formando en mi cabeza, con decirte que no he entendido lo del Hobbit de tantas preguntas que me asaltaban el cogote. Me ha encantado. Sigue así y muchas gracias!!!


De: Vito
2012-12-30 04:21:44

Me lo he comido con patatas xD y ahora soy presa de un dilema existencial: que es cierto? Que es falso? De que me puedo fiar? xDD en fin enhorabuena por el blog (siempre excepcional) y feliz año a todos!


De: kurodo77
2012-12-30 21:31:59

Yo caí en cuenta hasta el hobbit(aunque ya me estaban extrañando mucho algunas cosas)... Mejor dicho cai redondito: muchas gracias Pedro que divertido.......


De: Juan Carlos
2012-12-31 16:11:01

Feliz Año 2013 para toda la comunidad de El Tamiz / El Cedazo !!!

Saludos


De: Nikolai
2013-01-01 15:23:08

Jajaja escribiendo esos artículos así se los cree uno...
Tarde que temprano alguno lo usara como referencia científica en alguna notica y hasta harán una secta por ejemplo jajaja


De: SARA
2013-01-03 08:43:43

Buenísimo!!! Estaba a punto de twittearlo y zas!! caigo en la cuenta del día 28 de diciembre. Es lo que tiene leer tus entradas con un poco de retraso.
Me ha encantado.
Enhorabuena por tu blog.
Te sugiero que para e próximo año te plantees una inocentada respecto a decirnos de dónde sacas tu tiempo para hacer tantas cosas y tan bien aplicando los efectos relativistas que mejor consideres. Gracias.


De: Arte
2013-01-07 18:35:15

Y yo feliz pensando que ya tenía un argumento solido para no tener que aprender constantes en ningún examen. Aunque tengo que reconocer que ya sospechaba algo, sería complicado que todas las constantes variaran lo mismo si unas dependen de una única constante.


De: Asombrado
2013-01-08 05:46:09

Soys unos visionarios jojojo:

http://sociedad.elpais.com/sociedad/2013/01/06/actualidad/1357494429_528299.html

Lo que hace la obediencia debida del periodismo... BIBA EL REFRITO KULTURAL..., en vez de limpiarlo... CIENCIA de la GÜENA jajaja

Salud


De: Ignacio
2013-01-09 15:10:16

Me lo he comido enterito!!!


De: radiator
2013-01-16 19:19:15

Muy bueno Pedro, al principio me lo he tragado entero.... cuando ha llegado el tema de "Npo notais que los años pasan cada vez más deprisa" he dicho... un momento...si eso fuese asi, a estas alturas el tiempo debería ir casi a la velocidad de la luz... jejejejej muy bueno, saludos y feliz año a tod@s


De: Hellraised
2013-05-14 06:50:06

es muy probable que no sea errado suponer un cambio minúsculo a la constante !kilogramo! que conocemos en la tierra, todos los días caen cientos de toneladas de polvo cósmico desde el espacio que inevitablemente va aumentando el tamaño del planeta, su masa y a su vez la atracción gravitatoria.
al ser mas masivo el planeta, existe la posibilidad que se produzcan fluctuaciones mínimas en nuestras "constantes". o es muy tonto lo que estoy diciendo? XDD
saludos y excelente trabajo :D


Escribe un comentario

Todos los comentarios deben ser aprobados por un moderador antes de ser publicados. Si quieres puedes usar markdown. Todos los campos son opcionales excepto el cuerpo del comentario, claro:

Nombre:
E-mail: (privado, para que aparezca tu gravatar)
Sitio web:

« La secuencia principal y el diagrama de Hertzsprung Russell, en vídeo Enlace al número de diciembre for everyone »