¿Es posible que las leyes de la física cambien con el tiempo, o que puedan ser diferentes en diferentes lugares del universo? ¿Qué impide esto?

Lo veo de esta manera: no existe una regla de la física que diga que las leyes o constantes físicas deben ser las mismas en todas partes y para siempre. Por otro lado, el cosmos ha estado jugando con las mismas reglas desde la época del Big Bang. Pero, ¿podrían las leyes haber sido diferentes en el pasado (y los científicos no lo saben) , y podrían cambiar en el futuro? ¿Podrían prevalecer leyes diferentes en algún rincón distante del cosmos?

Los científicos no conocen las respuestas a estas preguntas, pero la investigación actual sobre la posibilidad de cambios en las leyes físicas se ha centrado en las constantes numéricas. Tomemos la constante de estructura fina, que es una constante numérica, cuyo valor es aproximadamente igual a: 1/137. Las mediciones precisas de la luz de los quásares distantes sugieren que el valor de la constante de estructura fina puede haber cambiado a lo largo de la historia del universo. Si estos resultados finalmente se confirman, nuestros conceptos de espacio y tiempo seguramente cambiarán nuestra comprensión fundamental del universo mismo.

La ubicación es importante: investigaciones recientes (2011) muestran que una de las leyes de la naturaleza parece variar dependiendo de en qué parte del universo se encuentre. La investigación realizada en la Universidad de Nueva Gales del Sur y la Universidad Tecnológica de Swinburne (Australia) y la Universidad de Cambridge (Reino Unido) encontraron que el electromagnetismo, medido por la constante de estructura fina, parece variar en todo el Universo.

Siendo la constante de acoplamiento para la fuerza electromagnética, si la constante de estructura fina fuera solo un 4% más o menos de lo que es ahora, las estrellas no podrían producir carbono y oxígeno, lo que habría hecho imposible la vida como sabemos que existe en el universo.

Los físicos pueden hacer predicciones sólidas sobre cómo las variaciones en las constantes numéricas deberían afectar los resultados de sus experimentos. Sin embargo, no necesariamente abriría completamente la física si resulta que las constantes cambian con el tiempo. De hecho, algunas constantes han cambiado: la masa de un electrón, por ejemplo, fue cero hasta que se activó el campo de Higgs, una fracción de segundo después del Big Bang.

Y luego, ha habido algunas especulaciones serias basadas en lo que los científicos suponen que debe haber sucedido durante el Big Bang. Cuando el universo tenía menos de 1 segundo de antigüedad, probablemente experimentó varios ‘cambios de fase’ a medida que cambiaron las leyes físicas por las cuales actúan las partículas y las fuerzas. Los científicos pueden descubrir parte de este cambio en los laboratorios de aceleración en el CERN, Stanford y Fermilab. De hecho, están bastante seguros de que sucedió cuando el universo estaba comenzando.

En base a eso, algunos cosmólogos han especulado que, en algún momento futuro, el universo puede sufrir otro ‘cambio de fase’ a medida que algún nuevo estado físico comience a nuclearse y formar otra fase dentro del espacio de nuestro universo actual, en forma de burbujas . Estas burbujas comenzarán más pequeñas que un átomo, se expandirán a la velocidad de la luz y, después de miles de millones de años, se fusionarán con sus vecinos. Para entonces, puede que quede poco de las regiones del espacio donde funcionan nuestras leyes de física.

Pero no queda mucha energía en el universo que ya tiene una temperatura de solo unos pocos grados por encima del cero absoluto, por lo tanto, el próximo cambio de fase puede no ser espectacular. En el mejor de los casos, el cambio podría implicar un cambio insignificante en la ley de la gravedad, o un nuevo efecto cuántico muy débil. Nadie sabe.

Pero debemos considerar esto seriamente: si una o todas las docenas de constantes fundamentales cambiaran de sus valores actuales, la vida en la Tierra podría ser imposible ya que los átomos se unen un poco más en las moléculas para que se rompan en Reacciones químicas que sostienen la vida.

Otra idea popular actualmente es que existen muchos universos, cada uno con su propio conjunto de leyes físicas. Incluso un ligero cambio en las leyes de la Naturaleza significa que no fueron “grabadas en piedra” cuando nació nuestro Universo.

“Las leyes de la naturaleza que vemos pueden depender de nuestra” dirección del espacio-tiempo “: cuándo y dónde vives en el Universo”.

Separando tus dos mitades:

Si las leyes de la física cambian con el tiempo, entonces tendríamos una ley modificada que explica cómo la ley simple cambia con el tiempo. Esto es más bien como la relación entre la mecánica newtoniana y la einsteiniana: Einstein explica cómo la ley de Newton cambia con la velocidad del observador. Entonces tendríamos una ley que no cambiaba con el tiempo, explicando cómo aparecería la ley de nivel inferior en un momento particular. Sería el objetivo de la física tener una ley invariante en el tiempo que explique el comportamiento de la variante del tiempo.

No hay una razón obvia para que las leyes de la física tengan que ser las mismas en todos los lugares. Sin embargo, este parece ser el caso. La gente ha mirado cosas como los espectros de galaxias muy distantes, y ha concluido que hasta los límites que podemos detectar, las leyes de la física son las mismas en todas partes.

Si las leyes cambiaran con el tiempo, no habría conservación de la energía.

Si las leyes cambiaran sobre el espacio, no habría conservación del impulso.

Si las leyes cambiaran con la dirección, no habría conservación del momento angular.

Esta es una consecuencia del teorema de Noether.

Estas leyes de conservación están en el corazón de la física y han sido y son experimentalmente repetidas en todas las formas que podamos imaginar. Hasta ahora siempre se han mantenido. Si identificamos una excaption algún día, será una revolución en el nivel de la relatividad y la mecánica cuántica, también conocida como alegría por todas partes. 😉

Creo que es posible

Todo el procedimiento involucrado para diseñar una ley física (por complicado que sea) se puede resumir en tres pasos básicos:

  • Observación (no siempre)
  • diseñando una teoría / hipótesis
  • probar / realizar un experimento

Como estamos expuestos a una parte muy pequeña del universo, es posible que cosas desconocidas vayan a otro lado. Incluso es difícil imaginar qué tipo de eventos podrían ser. ( Piense de esta manera, nadie conocía el mundo microscópico antes del descubrimiento de la mecánica cuántica ).

Es bastante obvio que la ley física cambia con el tiempo a menos que uno presente una ley perfecta ( no parece posible ).

No es seguro que la naturaleza se comporte de la misma manera en todas las partes del universo. ( Piense en otra fuerza mucho más fuerte que la fuerza nuclear fuerte que opera en otro lugar )

Toda ley física se basa en: la naturaleza expuesta a nuestra observación . Entonces, no es la naturaleza la que sigue a la física sino la física que sigue a la naturaleza .

{La relatividad general parece correcta en el cálculo de las curvaturas del espacio-tiempo en la actualidad, pero la gente podría llegar a una nueva teoría de la gravedad haciendo comentarios como- “¿relatividad? curvatura en el espacio-tiempo? ¿Estas loco?”}