Por qué el LHC no va a destruir la Tierra

De cuando en cuando surgen preguntas como la de este artículo. ¿Es posible que un acelerador de partículas (como el Gran Colisionador de Hadrones de Suiza) pueda crear un agujero negro que termine con la Tierra? En realidad, por extensión, también acabaría con el …

El LHC no puede acabar con la vida en la Tierra

Ilustración de un joven agujero negro. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Ilustración de un joven agujero negro.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

La pregunta puede parecer ridícula, pero es comprensible cuando viene de personas que temen lo desconocido y se preguntan si la ciencia, y las instalaciones en las que se explora, pueden ser una amenaza para el planeta. El Gran Colisionador de Hadrones es el acelerador de partículas más grande y potente que se ha creado hasta el momento, y es un instrumento que nos permite ahondar en el conocimiento del mundo que nos rodea y alejar de nosotros las fronteras de lo desconocido.

No es irracional preguntarse cómo sabemos que algo no es peligroso si no lo hemos hecho antes. Pero, ¿cómo podemos afirmar con tanta seguridad que el LHC es completamente seguro? La respuesta más breve está en los rayos cósmicos que bombardean constantemente la Tierra. Tienen una energía infinitamente superior a la que puede generar, y la Tierra sigue aquí, así que el razonamiento nos debería llevar a entender que no puede haber peligro alguno.

En realidad, la historia puede ir un poco más allá (aunque esta respuesta es de lo más certera), y la respuesta puede ser algo más compleja. Especialmente si tenemos en cuenta que estamos hablando de un temor muy concreto: la posibilidad de crear un agujero negro que destruya nuestro planeta.

¿Puede crear un agujero negro el LHC?

Recreación artística de un agujero negro supermasivo. Crédito: NASA/JPL-Caltech

Recreación artística de un agujero negro supermasivo.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Una de las ideas más comúnmente mencionadas es que el LHC puede crear un agujero negro. En la cultura popular, son monstruosidades devoradoras del universo, engullendo todo lo que encuentran a su paso y dejando tras de sí… nada. Con esa descripción, no parece tan irracional que haya gente que pueda se pregunte si podría crearse uno en el LHC, que destruyese el acelerador, el laboratorio, Suiza y, finalmente, la Tierra. Si fuese real, sería un escenario aterrador, pero no lo es.

Vayamos por partes. Lo primero de todo: el LHC no puede crear agujeros negros. Punto. No hay peros, ni matices de ningún tipo. Simplemente, la gravedad es demasiado débil para que eso pueda suceder. Aunque algunas personas sostienen que no, que la gravedad es mucho más fuerte pero no la percibimos así porque existen pequeñas dimensiones extra, lo cierto es que esa hipótesis no tiene base (no hemos encontrado ninguna evidencia de que esas supuestas dimensiones adicionales existan) y por tanto, el LHC no podría usarlas para crear agujeros negros.

Stephen Hawking. Una de las mentes más brillantes de nuestro tiempo. Crédito: NASA

Stephen Hawking. Una de las mentes más brillantes de nuestro tiempo.
Crédito: NASA

Pero aun así, imaginémonos que por un momento aceptamos pulpo como animal de compañía, y que realmente esas dimensiones existiesen, y que pudiésemos crear ese agujero. Seguiríamos sin tener motivos para preocuparnos por el bienestar de la Tierra (y sus habitantes). El escudo contra ese peligro sería la radiación de Hawking (que fue propuesta en 1974 por Stephen Hawking). Esa radiación es, esencialmente, la formar de disipación de un agujero negro, provocada por sus interacciones con las partículas en los alrededores del agujero. Aunque pueden absorber material y crecer, los agujeros negros pierden su materia lentamente.

Es un mecanismo cuántico. En él participan pares de partículas que se forman justo en la superficie. Una de las partículas caerá dentro, y la otra será expulsada, llevándose consigo una pequeña parte de energía. Como la teoría de la relatividad general de Einstein dice que la energía y la masa son lo mismo, el proceso tiene como consecuencia la reducción de masa del agujero negro. Con cada partícula que escapa, se disipa parte de la energía (y masa) que poseía inicialmente.

El ritmo al que se evapora un agujero depende en gran medida de su tamaño. Cuanto más grande sea el agujero, más lentamente perderá su energía; uno pequeño se evaporará en un abrir y cerrar de ojos. De hecho, cualquiera que pudiese ser creado en el LHC, a través de cualquier teoría posible, desaparecería mucho antes de que pudiese llegar a absorber materia alguna.

Los strangelets

Concepto artístico de una estrella a punto de explotar (y dar paso a una supernova y una estrella de neutrones). Crédito: NASA/Dana Berry.

Concepto artístico de una estrella a punto de explotar (y dar paso a una supernova y una estrella de neutrones).
Crédito: NASA/Dana Berry.

Otro supuesto peligro es el de los strangelets. La hipótesis sotiene que es una partícula subatómica compuesta de una cantidad similar de quarks arriba, quarks abajo y quarks extraños. No hay ninguna evidencia de que sean nada más que una idea producto de la fértil imaginación de un físico teórico pero, si existiesen, actuarían como una especie de catalizador. Si impacta con la materia ordinaria, hará que también se convierta en un strangelet.

Sólo hace falta seguir ese hilo de razonamiento para ver la conclusión planteada: si se crease un strangelet en la Tierra, todo el planeta colapsaría y se convertiría en una esfera de ellos en una especie de efecto dominó… Sería como convertir la Tierra en una estrella de neutrones. Podemos imaginarnos esta hipotética partícula como una especie de zombi. Todo lo que toca se convierte en zombi.

No hay ninguna evidencia de que sean reales, así que eso ya debería ser suficiente para que la gente no se preocupe. Sin embargo, es cierto que el LHC es una máquina pensada para descubrir cosas nuevas, y quizá podría crear un strangelet… A fin de cuentas, no han sido descartados por completo y algunas teorías incluso apoyarían su existencia. Pero, no hay que olvidar que hace algún tiempo, un acelerador de partículas llamado Relativistic Heavy Ion Collider intentó encontrarlos y no lo consiguió (mientras que el LHC sí encontró el Bosón de Higgs, por ejemplo).

Éstas son sólo algunas de las ideas sobre los peligros que nos podría plantear un superacelerador de partículas. Hay muchas más, pero todas van en la misma dirección: como no sabemos qué le sucede a la materia cuando comenzamos a estudiarla con energías que sólo son posibles en el LHC (por eso mismo lo hemos construido), quizá suceda algo que nunca habíamos predicho. Dada nuestra ignorancia, porque no lo conocemos absolutamente todo, ese fenómeno insospechado podría ser peligroso o incluso terminar con nuestra propia existencia (sería un epitafio curioso… “Aquí yace la Humanidad. Muerta por la curiosidad. Como sus gatos”).

El LHC es totalmente seguro

G299 (así se denomina), son los restos de una supernova de tipo 1a. Crédito: NASA/CXC/U.Texas

G299 (así se denomina), son los restos de una supernova de tipo 1a.
Crédito: NASA/CXC/U.Texas

Así que, en el fondo, podríamos decir que nadie sabe qué se puede encontrar el LHC en los experimentos que se están haciendo, y visto lo visto, quizá no sería demasiado esperanzador, ¿verdad? Por suerte, la naturaleza hace miles de experimentos como el del LHC desde el principio del Universo, y cada día aquí, en la Tierra. Sobre nuestras cabezas. Ahora mismo. Mientras lees este texto. Y aquí sigues. ¿No?

El espacio es un lugar muy violento (aunque visualmente pueda parecer que no pasa nada cuando lo observamos con un telescopio). Las estrellas expulsan, literalmente, toneladas de material cada segundo (el Sol, en concreto, pierde 4 millones de toneladas de masa por segundo), y es uno de los fenómenos más suaves que podemos encontrar en el universo. También tenemos las explosiones de supernovas, o los intensos campos magnéticos de las estrellas de neutrones, que pueden acelerar partículas de un rincón del universo a otro. Además, los agujeros negros en sistemas binarios pueden chocar entre sí, crear uno nuevo, más grande, y sacudir la propia fábrica del espacio-tiempo (y de paso permitirnos detectar las ondas gravitacionales).

Recreación artística mostrando las ondas gravitacionales generadas por la fusión de dos agujeros negros. Crédito: Swinburne Astronomy Productions

Recreación artística mostrando las ondas gravitacionales generadas por la fusión de dos agujeros negros.
Crédito: Swinburne Astronomy Productions

Todos esos fenómenos provocan que las partículas subatómicas sean lanzadas a lo largo y ancho del espacio. Estas partículas (que consisten mayoritariamente en protones) viajan por todo el universo y sólo se detienen cuando dan con materia poco conveniente. Ocasiolnamente, esa materia poco conveniente puede ser la Tierra. Esas balas intergalácticas son… rayos cósmicos, que pueden llevar consigo una cantidad de energía muy variable.

Puede ser desde algo imperceptible a energías que dejan completamente en ridículo lo que podemos generar en el LHC. Para que nos hagamos una idea, el LHC colisiona partículas con una energía de 13 billones de electronvoltios de energía (13 TeV). El rayo cósmico más intenso que hayamos medido hasta la fecha tenía la descomunal energía de 300.000.000 de TEV, muy por encima de cualquier cosa que pueda producir el LHC.

Vale, esos rayos cósmicos tan intensos son poco frecuentes. La energía de la mayoría de rayos es mucho más baja, pero el argumento sigue siendo válido: los rayos cósmicos con la energía de un único haz del LHC golpean la tierra unos quinientos billones de veces por segundo.

Los rayos cósmicos son mucho más potentes

Domenico Pacini realizando una medición en 1910.

Domenico Pacini realizando mediciones de ionización en 1910 (fue uno de los grandes responsables del descubrimiento de los rayos cósmicos).

Los rayos cósmicos son, principalmente, protones. Esto se debe a que casi toda la materia en el universo es hidrógeno, que está compuesto de un único protón y un único electrón. Cuando golpean la atmósfera de nuestro planeta, chocan con los átomos de oxígeno o nitrógeno, que están compuestos de protones y neutrones. Por tanto, los rayos cósmicos que impactan en la Tierra no son más que dos protones chocando, que es exactamente lo mismo que pasa en el interior del LHC. Esa lluvia incensante de rayos cósmicos han hecho lo mismo que el LHC desde el comienzo de nuestro planeta.

Es cierto que la situación es un poco diferente. En las colisiones de rayos cósmicos, los protones de los rayos, que se mueven a velocidades muy altas, chocan con los que están estacionarios en la atmósfera, mientras que en LHC los dos haces de protones están moviéndose a velocidades muy altas y chocando de frente. Esos choques frontales son mucho más violentos, así que para hacer una comparación justa deberíamos tener en cuenta los rayos cósmicos con 100.000 veces más energía que el LHC. Esos son más raros que los de energía más baja, pero cada año impactan contra la atmósfera unos 500 millones.

La Tierra tiene 4.500 millones de años de antigüedad, y ha experimentado alrededor de 2 trillones de colisiones de rayos cósmicos con energías equivalentes a las del LHC (o superiores) en su atmósfera. Para poder hacer tantas colisiones, necesitaríamos que el LHC funcionase de manera continuada durante 70 años, así que podemos tener la tranquilidad de que no hay ningún riesgo para la seguridad del planeta.

Una sección del LHC. Crédito: alpinethread/Wikipedia

Una sección del LHC.
Crédito: alpinethread/Wikipedia

No hay de qué preocuparse. Los rayos cósmicos golpean la Tierra, el Sol y otras estrellas (y objetos celestes) constantemente, con energías muy superiores a la del LHC, y ahí siguen. Si hubiese algún tipo de peligro, veríamos como algunos de esos objetos desaparecen repentinamente ante nuestros ojos. No es el caso, así que podemos concluir que lo que sea que pase en el LHC tiene un riesgo de, exactamente, cero, para la vida en la Tierra.

Dicho esto, esperemos que el LHC sí cree agujeros negros en su interior. Como ya hemos comentado, no devorarían al planeta ni supondrían ningún riesgo. Si vemos agujeros negros microscópicos, habremos entendido por qué la gravedad parece tan débil. Probablemente habremos establecido que sí existen otras dimensiones extra en el espacio, y, seguramente, estaremos más cerca de conseguir encontrar una teoría del todo… así que esperemos que la experimentación con ese gigantesco acelerador de partículas dé sus frutos. Sólo nos puede traer beneficios en forma de más conocimiento.

Referencias: Space

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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5 Respuestas

  1. Aborash dice:

    ¿Pero el objetivo del LHC es crear agujeros negros? ¿Aunque sean minúsculos?

    • No 🙂 Pero si pasase nos indicaría que lo de las dimensiones extra y que la gravedad es más fuerte de lo que creemos sería real. Por lo que sabemos hoy en día de la física, sin embargo, es imposible que el LHC cree esos micro agujeros negros.

  1. 15 febrero, 2016

    […] Por qué el LHC no va a destruir la Tierra […]

  2. 7 marzo, 2016

    […] Como cualquier otra interacción fundamental del universo, el campo de Higgs debería tener un bosón que lo comunique, y eso es a lo que nos referimos al hablar del bosón de Higgs. El campo en sí es indetectable pero, si podemos detectar las partículas correspondientes, podemos asumir que existe. Aquí es donde entra en juego el Gran Colisionador de Hadrones (que abreviamos como LHC por su nombre en inglés, y que para algunos ha sido fuente de temores infundados). […]

  3. 3 noviembre, 2016

    […] búsquedas de esas posibles partículas pesadas, pero no ha habido resultados, con la ayuda de aceleradores de partículas, entre otras herramientas, y no ha habido […]

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