Existimos hoy gracias a un error del 0,0000001%. Físicos identifican al responsable.

En 1867 lord Kelvin describió los átomos como nudos complejos en el éter. Esa teoría no resistió la prueba por mucho tiempo, aunque la idea de los nudos puede resultar útil para la cosmología aún hoy.

Un siglo y medio después, un grupo de físicos japoneses propuso una versión actualizada de ese concepto para abordar uno de los principales enigmas del universo: por qué hay tanta materia y casi nada de antimateria. En el nuevo trabajo los autores postulan la existencia de «nudos cósmicos» — entrelazados topológicamente estables en el espacio‑tiempo primitivo. Dichas estructuras podrían haberse desintegrado de manera asimétrica y así inclinar ligeramente la balanza a favor de la materia. Según los cálculos de los investigadores, habrían dejado tras de sí un fondo particular de ondas gravitacionales que detectores futuros podrían captar.

Según la teoría del Big Bang, materia y antimateria nacieron en proporciones iguales. Partículas y antipartículas deberían haberse aniquilado entre sí, dejando solo radiación. Las observaciones muestran lo contrario. Por cada mil millones de pares «materia — antimateria» sobrevivió una partícula de materia. De esa pequeña fracción "extra" surgieron los átomos, las estrellas y las galaxias. El modelo estándar de partículas explica muchos fenómenos, pero no describe por completo esta asimetría.

«Esta es una de las preguntas más fundamentales de la física: ¿por qué nuestro universo está formado por materia y no por antimateria?», dice el responsable del estudio Muneto Nitta de la Universidad de Hiroshima. Según él, la respuesta es importante también porque está directamente relacionada con nuestra existencia.

El equipo de Nitta propone un mecanismo de bariogénesis en la intersección de dos ideas. Combinan la simetría de calibre B-L, que tiene en cuenta la diferencia entre el número de bariones y leptones, y la simetría Peccei-Quinn, asociada al llamado problema CP fuerte e que introduce partículas hipotéticas llamadas axiones — uno de los candidatos a materia oscura. En ese marco, en el universo temprano surgían de forma natural hilos-defecto, parecidos a grietas en el tejido del espacio‑tiempo y conocidos como cuerdas cósmicas. Portadores del flujo B-L y vórtices PQ podían entrelazarse, formando «nudos»-solitones estables. Como señalan los autores, antes no se habían considerado juntas estas dos simetrías y es precisamente su combinación la que genera un nudo estable.

Con el tiempo los nudos se desintegraron por tunelización cuántica. Esa desintegración produjo neutrinos de mano derecha pesados. Sus desintegraciones posteriores, en condiciones de ruptura de simetrías, condujeron a un exceso de bariones sobre antibariones. Las estimaciones muestran que las masas típicas de esos neutrinos y la energía liberada al colapsar los nudos elevaron la temperatura del universo hasta aproximadamente 100 GeV. Esto es suficiente para que la asimetría generada no se borrara con la evolución posterior y se tradujera en materia estable.

Los autores esperan además una huella observacional. El proceso de formación y destrucción de los nudos modificó el espectro de ondas gravitacionales del universo, desplazándolo hacia frecuencias más altas. Observatorios futuros como LISA (Europa), Cosmic Explorer (EE. UU.) y DECIGO (Japón) teóricamente podrían detectar ese desplazamiento. Si se logra registrar la señal, será una oportunidad poco frecuente para poner a prueba ideas sobre los momentos más tempranos de la existencia del cosmos y sobre por qué en él prevaleció la materia.