Descifrando el misterio del número 137: ¿Por qué es tan importante este número?

aMatemático de la Soule Él dijo famosamenteTres es un número mágico. Pero si le creemos al físico Richard Feynman, ese número está equivocado en un factor de aproximadamente 400. Para Feynman, el «número mágico» es aproximadamente 1/137; específicamente, es 1/137.03599913.

Los físicos la conocen como α, o constante de estructura fina. «Ha sido un misterio desde su descubrimiento», dijo Feynman. libros En su libro de 1985 QED: La extraña teoría de la luz y la materia. «Todos los buenos físicos teóricos pusieron ese número en sus paredes y se preocuparon por ello».

Es increíblemente misterioso e increíblemente importante: parece ser un número aleatorio y sin dimensiones y, sin embargo, contiene el secreto de la vida misma.

«Es una medida de la fuerza de la interacción entre partículas cargadas y la fuerza electromagnética», explicó el profesor de astrofísica de SUNY Stony Brook, Paul M. Souter, en un artículo para espacio.

“Si tuviera algún otro valor”, escribió, “la vida tal como la conocemos sería imposible”. «Sin embargo, no tenemos idea de dónde vino».

Normalmente, esta sería la parte en la que le daremos algunos ejemplos de dónde aparece el valor, pero la respuesta, literalmente, es «en todas partes». Él era Fue descubierto por primera vez en 1916.del físico Arnold Sommerfeld, pero ya aparecían en ecuaciones para Décadas antes de eso. Se encuentra en las fórmulas que describen la luz y la materia, y que lo gobiernan todo, desde el átomo de hidrógeno más pequeño hasta la formación de estrellas.

«En nuestro mundo cotidiano, todo es gravedad o electromagnetismo», dijo Holger Müller, físico de la Universidad de California, Berkeley. Revista Quanta. «Por eso alfa es tan importante».

Por supuesto, la física no es ajena a las constantes: existen CLa velocidad de la luz; gramo, constante gravitacional; En física cuántica existen ambos h Y ħ Describir la constante de Planck. Si eres un verdadero amante, quizás sepas esto. kConstante de Boltzmann. Pero α tiene algo que ninguna de esas otras constantes tiene o, para ser más precisos, sí tiene. No Tienen algo que tener Hacer.

“No existe dimensión o sistema unitario más allá de un valor [fine structure constant] Depende de,» libros Sutter. «Otras constantes en física no son así».

Tomemos como ejemplo la velocidad de la luz. Búscalo en el buscador y encontrarás que equivale a 299.792.458 metros por segundo. ¿O son 670615200 mph? Nuestro error: en realidad son 1.802.600.000.000 estadios cada dos semanas. Joder, digamos que es un año luz por año.

¿Ya tienes la foto? El valor de la constante no es realmente una constante, depende de las unidades que utilices. Pero la constante de estructura fina no tiene esta propiedad: es una constante completamente adimensional.

«Si conocieras a un extraterrestre de un sistema estelar distante, te resultaría muy difícil comunicar el valor de la velocidad de la luz. Una vez que determines cómo expresar nuestros números, tendrás que definir cosas como metros y segundos». Sutter explicó.

«¿Pero la fina estructura es fija? Puedes simplemente escupirla y ellos lo entenderán».

Pero quizás lo más extraño de estas constantes aparentemente puras es que, de hecho, es posible que no lo sean. Algunos físicos han sugerido que el α que existe hoy en día es en realidad… Un poco más grande que antes. – Sólo una parte en aproximadamente 100.000 durante seis mil millones de años, pero eso es suficiente para causar enormes repercusiones a largo plazo. Cambie eso de 137 a 138, por ejemplo, y reducirá el valor de α en 0,00005; suficiente. Algunos estudiosos dicenPara evitar que las estrellas creen carbono, deteniendo así la creación de vida tal como la conocemos.

Como Feynman Ponlo“Es uno de los grandes misterios de la física: un número mágico que nos llega sin comprensión humana.

«Se puede decir que la mano de Dios escribió este número, y 'no sabemos cómo empujó su pluma'».

Una versión anterior de este artículo se publicó en junio de 2022.