Ajuste fino del Universo para la vida III

Parte III: El caso de la formación de Carbono

La vida, tal como la conocemos, se basa en el carbono. Por lo tanto, su producción es crucial para todas las formas de vida conocidas. Los astrónomos saben que el carbono se produce a partir de reacciones nucleares que tienen lugar en el interior de las estrellas. Sin embargo, a mediados de la década de 1990, se creía que la vía más plausible para la formación de elementos más pesados, como el carbono, era la acreción incremental (es decir, la adición de un protón o neutrón a elementos más ligeros, comenzando con el hidrógeno). Pero pronto se dieron cuenta de que formar elementos más pesados de esta manera requiere atravesar estructuras atómicas con un total de 5 protones y neutrones, que son conocidas por su inestabilidad, lo que los físicos nucleares denominaron la grieta de 5 nucleones. Esta barrera resulta de las vidas medias increíblemente cortas, de aproximadamente una billonésima de billonésima de segundo (1/10^24), de esta configuración. Por lo tanto, el carbono no puede formarse de esta manera.

Por este motivo, el astrónomo inglés Fred Hoyle propuso en 1954 la formación del carbono mediante la fusión de berilio-8 con un átomo de helio-4. Si bien los átomos de berilio-8 también son muy inestables, su vida media es ligeramente superior a la de los elementos con 5 nucleones, lo que hace que la colisión con un solo átomo de helio-4 sea lo suficientemente probable como para ofrecer una vía plausible para la formación del carbono. Pero esto no sin consecuencias.

Resulta que la energía total de los átomos de berilio-8 y helio-4 superaba la del átomo de carbono-12; por lo tanto, debía existir una versión de carbono-12 con mayor energía, cuyo estado de excitación poseyera exactamente 7.65 MeV más de energía que el estado fundamental del carbono-12. Esto se conoce como nivel de resonancia. Sin embargo, el nivel de resonancia del carbono-12 debía ser exacto, ¡de lo contrario, todo el proceso fallaría! Esta versión de carbono-12 con mayor energía fue descubierta, de hecho, en 1956 por el físico nuclear Willy Fowler en el Laboratorio de Radiación Kellogg de Caltech, a quien el propio Hoyle convenció para llevar a cabo la tarea (véase el artículo de B2FH).

El descubrimiento de Hoyle del nivel de resonancia del carbono-12, con un valor exacto de 7.65 MeV, tiene implicaciones muy importantes, ya que su existencia requiere el cumplimiento de numerosas condiciones precisas. La intensidad de la atracción gravitatoria, por ejemplo, es crucial, puesto que afecta, por un lado, a la energía cinética asociada a los átomos de berilio-8 y helio-4 y a su capacidad para combinarse y formar carbono, y por otro, determina si las estrellas perdurarán lo suficiente como para formar sistemas solares capaces de sustentar la vida. Además, la intensidad precisa de dos de las cuatro fuerzas fundamentales de la física —la fuerza nuclear fuerte y la fuerza electromagnética— debe ser la adecuada para que la vida basada en el carbono sea posible en la Tierra, dado que los efectos de estas fuerzas difieren en estos átomos específicos (por ejemplo, sus efectos son distintos en el berilio-8 que en el helio-4). 

Los cálculos modernos realizados con supercomputadoras indican que la fuerza electromagnética y la fuerza nuclear fuerte deben tener intensidades precisas, dentro de un margen de entre el 0.5 y 4% de sus niveles actuales, para que la producción de carbono sea posible.

Aún más sorprendente, estos efectos, a su vez, están relacionados con el número y la configuración de las partículas elementales de las que se componen los protones y neutrones de los átomos. Las masas de estas partículas elementales, los llamados quarks ligeros, deben tener valores precisos para permitir la producción de los elementos, incluido el carbono, esenciales para un universo propicio para la vida. El ajuste fino de las masas de los quarks es de aproximadamente 1 parte en 10^21. Por lo tanto, el descubrimiento de la resonancia del carbono-12 por Hoyle refuerza la afirmación del ajuste fino del universo para la vida, aportando evidencia acumulativa adicional (véanse la Parte I y la Parte II).

Todas esta evidencia llevó a Hoyle a concluir:

“Una interpretación lógica de los hechos sugiere que una superinteligencia ha manipulado la física, así como la química y la biología, y que en la naturaleza no existen fuerzas ciegas dignas de ser mencionadas. Las cifras que se calculan a partir de los hechos me parecen tan contundentes que hacen que esta conclusión sea prácticamente indiscutible.”

Blog basado en el libro Return to the God Hypothesis de Stephen C. Meyer, capítulo 7, ver recursos.