Jlópov M.Iú. El universo y la búsqueda de la teoría unificada del campo №01

Prólogo

Este libro está dedicado a las más palpitantes cuestiones situadas a caballo entre la astrofísica y la física de las partículas elementales y de los campos.

La estrecha unión de estas dos ramas de investigación, a primera vista tan distintas, se ha manifestado especialmente en los dos últimos decenios. A lo largo de varios siglos la astronomía utilizó los resultados de los experimentos físicos realizados en los laboratorios terrestres. Esta tradición comenzó con el establecimiento de las leyes de la mecánica. La ley de gravitación, así como el valor de la velocidad de la luz, fue descubierta por astrónomos. No obstante, sólo el experimento terrestre de Cavendish permitió determinar el valor absoluto de la constante gravitatoria y, a partir del mismo, la masa de los cuerpos celestes. El análisis espectral creado en los laboratorios, permitió determinar la composición de las estrellas lejanas. Al mismo tiempo, se desarrollaba también el proceso inverso de enriquecimiento de la física y de la química; precisamente en el espectro del Sol fueron descubiertas las líneas espectrales del helio (Helios es el dios griego del Sol), el cual, más tarde, fue descubierto en la Tierra y desempeñу un importante papel en el descubrimiento de la naturaleza de la radioactividad.

En nuestro siglo, ramas de la física "terrestre" y "de laboratorio" como el electromagnetismo y la física del plasma influyeron decisivamente en la radioastronomía y en la física del gas interestelar. Ejemplos de esta clase se podrían citar hasta el infinito; nosotros, no obstante, nos limitaremos sólo a uno más, el último en esta serie, pero no el último por su importancia. Se trata de la teoría del universo caliente y, ante todo, de la nucleosíntesis en "los primeros tres minutos". Aquí, con fines astronómicos, se utilizan datos de laboratorio fidedignos referentes a las reacciones nucleares entre núcleos ligeros con una energía de colisión comprendida entre las decenas de miles y los millones de electronvoltios. A gran escala, éste ha sido el servicio más reciente que la física ha prestado a la cosmología.

Situémosnos ahora en los años 60 y 70 de nuestro siglo. Los físicos experimentales aumentan la energía de los aceleradores, aproximándose paulatinamente al TeV (es decir, 10¹²eV=1000 m_pc², donde m_p es la masa del protón). Para finales de siglo se ha planificado la construcción de un acelerador de 3 TeV. Las ideas de los físicos teóricos no sólo están limitadas por razones de tipo financiero. Aparecen teorías en las cuales figuran partículas con una masa de 10¹⁵-10¹⁷ GeV (es decir, 10¹⁵-10¹⁷ veces más pesadas que el protón). Ya en el año 1899, al introducir en la física la constante que llevaría su nombre, Max Planck observó que de este modo aparecía una unidad natural de masa y una unidad natural de energía. La denominada unidad de masa de Planck es 10¹⁹ (!) veces mayor que la masa del protón. Los físicos teóricos operan, precisamente, con valores de masas y energías de dicho orden, o sea, con valores de las mismas tales que abrigar cualquier tipo de esperanza respecto a la investigación experimental directa de las mismas es completamente inútil. Precisamente aquí, a caballo entre la física y la astrofísica, a fines del siglo XX surge una nueva corriente en la ciencia. La idea consiste en la utilización de los datos astrofísicos para obtener informaciones sobre la física "exótica".

El objetivo del prólogo no consiste en relatar el contenido del presente libro. La intención del mismo es describir el contexto histórico-científico en el que apareció la rama de investigación objeto de esta obra. En este libro, dedicado a los problemas que se hallan en el centro de atención de la física moderna, es natural que se exponga una gran abundancia de hipótesis y de posibles variantes.

La extracción de información acerca de las partículas elementales a partir de datos astronómicos es un problema muy difícil: frecuentemente los resultados son ambiguos. Se podría decir que la relación entre esta actividad y la física es semejante a la que existe entre la paleontología y la biología. Tenemos que contentarnos con un conjunto escaso de datos que no siempre son seguros.

Pueden destacarse tres logros indiscutibles del estudio de la física con ayuda de la astronomía. Precisamente la astronomía, y sólo la astronomía, proporciona hoy día la demostración irrebatible de la no conservación de los bariones. La astronomía demuestra que la densidad de energía del vacío es exactamente igual a cero o en todo caso muy pequeña: en la teoría cuántica esta afirmación se halla muy lejos de ser trivial. Por último, la astronomía indica la existencia de un campo escalar con presión negativa. No sustituiré al autor del libro en el desarrollo de estas tesis.

Para concluir, deseo señalar la gran contribución personal del autor al problema al que está dedicado el libro. Esto no hace que la obra sea más equilibrada o más fácil para la lectura, pero sí le da un aroma inconfundible de creación, entusiasmo e interés. Parafraseando a un importante poeta-físico teórico, voy a terminar este largo prólogo con el siguiente cuarteto:

ЎSigue creando Maksim!
Con toda su atención te escucha
el creador de los innumerables mundos.
Sólo él y no tú, es quien comprende
la importancia de todos tus trabajos.

Ia. B. ZIELDÓVICH
Académico

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