fotografía: Erik Johansson
EL UNIVERSO
Los primeros cristianos se preguntaban qué hacía Dios antes de crear el mundo. La respuesta popular era: "¡ Preparaba el infierno para los que se hacen la pregunta!" ...
El universo tiene una historia, no ha dejado de evolucionar desde hace 10 ó 15 mil millones de años. El universo en ese momento está completamente desorganizado, no posee ni galaxias, ni estrellas, ni moléculas, ni átomos, ni siquiera núcleos de átomos... Sólo es un caldo de materia informe a una temperatura de miles de millones de grados. Es lo que se llamado el "Big Bang".
No tenemos el menor indicio que nos permita retroceder más en el pasado y habría que saber si los argumentos que valen en la Tierra se pueden extrapolar a todo el universo. El Big Bang, en realidad, es nuestro horizonte en el tiempo y en el espacio.
A nuestra escala, la luz viaja muy rápido, a trescientos mil kilómetros por segundo. Pero a escala del universo, esta velocidad es irrisoria. La luz tarda 1 segundo en llegarnos de la Luna, 8 minutos desde el Sol, pero tarda 4 años en recorrer el camino desde la estrella más cercana, 8 años desde Vega y miles de millones de años desde algunas galaxias.
Algunos cuáseres están situados a 12 mil millones de años de distancia. Los vemos, entonces, en el estado en que se encontraban hace 12 mil millones de años.
Cuando enfocas el telescopio hacia una región del universo observas, entonces, un momento de su historia.
En sentido estricto, nunca se puede ver el estado presente del mundo. Cuando te miro, te veo en el estado en que te encontrabas hace una centésima de microsegundo -el tiempo que la luz tarda en llegarme-. El cuásar que veo hace 12 mil millones de años luz de distancia quizá ya no exista en la actualidad.
¿Se podría ver entonces aún más lejos, todavía más temprano, hasta ese famoso horizonte, el Big Bang?
Mientras se retrocede en el pasado, más opaco se vuelve el universo. La luz no nos puede llegar más allá de un límite determinado. Este horizonte corresponde a una época en que la temperatura es de unos 3 mil grados. Según un reloj convencional, el Big Bang ya tiene entonces, en ese momento, cerca de 300 mil años.
Como toda teoría científica, la del Big Bang se funda a la vez en un conjunto de observaciones y en un sistema matemático (la relatividad general de Einstein). Esta teoría es creíble porque ya predijo correctamente el resultado de varias observaciones y se han confirmado sus predicciones.
Hacia 1930, un astrónomo norteamericano, Edwin Hubble, comprobó que las galaxias se alejan unas de las otras a velocidades que son proporcionales a su distancia, en velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo.
Según la teoría de la relatividad de Einstein, esta expansión implica un enfriamiento progresivo del universo. Su temperatura actual es de unos 3º absolutos.
¿Entonces no está vacío el espacio entre las estrellas?
La luz está constituida por partículas que llamamos "fotones". Cada centímetro cúbico de espacio contiene cerca de 400 de estos granos de luz. La mayoría está viajando desde los primeros tiempos del universo y las estrellas han emitido los demás. Vivimos en un universo que se enfría. El universo del pasado alcanzó una temperatura de por lo menos 10 mil millones de grados. Si las estrellas fueran eternas y no cambiaran nunca, como pretendía Aristóteles, la cantidad de luz que habrían emitido en un tiempo infinito también sería infinita. El cielo debería ser, entonces, extremadamente luminoso. ¿Por qué no lo es?
Ahora sabemos que el cielo es oscuro, porque las estrellas no existieron siempre. Y una duración de 15 mil millones de años no es bastante para llenar de luz el universo, especialmente si el espacio interestelar no cesa de crecer. La oscuridad de la noche es una prueba suplementaria de la evolución del universo.
¿Y en qué consiste lo esencial?
En algunas afirmaciones simples: el universo no es estático, en enfría y enrarece. Pero sobre todo, y a mí me parece el elemento central, la materia se organiza progresivamente. Las partículas de los tiempos más antiguos se asocian para formar estructuras más y más elaboradas. La historia del universo es la historia de la materia que se organiza.
¿De qué está hecho entonces el universo?
El universo es una crema espesa de partículas elementales: electrones (los de la corriente eléctrica), fotones (los granos de luz), cuarks, neutrinos, y una panoplia de otros elementos llamados gravitones, gluones, etc. Se les llama "elementales" porque no se les puede descomponer en elementos más pequeños, o por lo menos así se cree.
En cada nivel, los elementos se van reagrupando para formar nuevas estructuras en un nivel superior. Y cada una posee propiedades que los elementos, individualmente, no poseen. Se habla de "propiedades emergentes".
Las 4 fuerzas de la física han dirigido la reunión de partículas, átomos, moléculas y de las grandes estructuras celestes. La fuerza nuclear suelda los núcleos atómicos; la fuerza electromagnética asegura la cohesión de los átomos; la fuerza de la gravedad organiza los movimientos de gran escala -los de las estrellas y galaxias-, y la fuerza débil interviene en el nivel de las partículas que llamamos neutrinos. Fue necesario, entonces, que el universo se enfriara para que las fuerzas pudieran actual e intentar las primeras combinaciones de la materia.
¿Pero de dónde vienen esas famosas fuerzas?
Es una pregunta muy amplia, que roza el límite de la metafísica... Hoy sabemos que en todas partes son las mismas, de aquí a los confines del universo, y que no han cambiado en absoluto desde el Big Bang.
No es fácil comprender esa idea. ¿Se reciben, verdaderamente, partículas viejas que se pueden atrapar?
Sí. Y se pude comparar sus propiedades, en un laboratorio, con las de los fotones "jóvenes" emitidos por un arco eléctrico con electrodos de hierro. Resultado: la fuerza electromagnética no ha cambiado en el lapso que separa estas dos generaciones de partículas. El análisis de la abundancia relativa de núcleos ligeros muestra, asimismo, que la fuerza de gravedad y la fuerza débil no han sufrido modificación alguna desde el período en que el universo estaba a 10 mil millones de grados, es decir, hace 15 mil millones de años.
Las propiedades de estas leyes, son, por lo demás, aún más asombrosas. Sus formas algebraicas y sus valores numéricos parecen sumamente ajustados.
¿En qué sentido están "ajustados"?
Lo demuestran nuestras simulaciones matemáticas: si esas leyes fueran levemente distintas, el universo jamás habría salido del caos inicial. Ninguna estructura compleja habría aparecido. Ni siquiera una molécula de azúcar.
¿Por qué razón?
Supongamos que la fuerza nuclear fuera algo más fuerte. Todos los protones se habrían reunido rápidamente y formado núcleos pesados. No quedaría hidrógeno para asegurar al Sol su longevidad ni para formar la napa acuática terrestre. La fuerza nuclear tiene exactamente intensidad para producir algunos núcleos pesados (los del carbono, del oxígeno), pero no la suficiente para eliminar el hidrógeno. La dosis justa.
Una pregunta decisiva: ¿Hay una "intención" en la naturaleza?
No es una pregunta científica, sino, más bien, filosófica y religiosa. Personalmente, me siento inclinado a responder que sí. ¿Pero qué forma posee esta intención, cuál es esta intención?. Son preguntas que me interesan muchísimo. Pero no tengo respuestas.
¡Bastó un minuto para llegar al primer núcleo atómico!
Las fuerzas sólo se pueden manifestar en determinadas condiciones de temperatura, algo semejante al agua para formar hielo. No actúan si hace demasiado calor; tampoco si demasiado frío.
¡Un minuto de agitación y cientos de miles de años de espera! ¡Una evolución un tanto entrecortada!
La complejidad no avanza a ritmo regular. La fuerza electromagnética entra en acción cuando la temperatura desciende a menos de 3.000 grados.
Por acción de la fuerza de gravedad, la materia, que hasta entonces era homogénea, comienza a formar grumos. Esta vez la materia se va a poder condensar en galaxias...
El universo está jerarquizado en cúmulos de galaxias, galaxias, cúmulos de estrellas y estrellas individuales. Nuestro sistema solar, por ejemplo, pertenece a una galaxia, la Vía Láctea, compuesta por cientos de millones de estrellas y cuyo conjunto conforma un disco de 100 mil años luz de diámetro.
Forma parte de un pequeño cúmulo local, compuesto de una veintena de galaxias (entre las que están Andrómeda y las dos nubes de Magallanes), el cual está integrado en un cúmulo mayor, el de la Virgen, que agrupa varios cientos de miles de galaxias. Este súper cúmulo abriga, en su centro, una galaxia gigante, cien veces más grande que la nuestra, que atrae a todas las demás. Se habla de una galaxia caníbal...
¿Por qué las estrellas no se atraen entre sí y unas contra otras?
La Luna no se estrella contra la Tierra, porque gira alrededor de nosotros: la fuerza centrífuga, asociada a su movimiento, equilibra la fuerza de gravedad.
¿Pero qué impide entonces que las galaxias caigan unas sobre otras? Que se sepa, no hay un centro del universo.
No. La respuesta se encuentra, esta vez, en la expansión del universo, en el movimiento general de las galaxias.
TIERRA!
En el desierto espacial, las primeras moléculas emprenden una danza ininterrumpida y engendran, en los suburbios de una modesta galaxia, un planeta singular.
¿La aparición de la vida estaba inscrita en el desarrollo de este escenario?
...
Lo demuestran nuestras simulaciones matemáticas: si esas leyes fueran levemente distintas, el universo jamás habría salido del caos inicial. Ninguna estructura compleja habría aparecido. Ni siquiera una molécula de azúcar.
¿Por qué razón?
Supongamos que la fuerza nuclear fuera algo más fuerte. Todos los protones se habrían reunido rápidamente y formado núcleos pesados. No quedaría hidrógeno para asegurar al Sol su longevidad ni para formar la napa acuática terrestre. La fuerza nuclear tiene exactamente intensidad para producir algunos núcleos pesados (los del carbono, del oxígeno), pero no la suficiente para eliminar el hidrógeno. La dosis justa.
Una pregunta decisiva: ¿Hay una "intención" en la naturaleza?
No es una pregunta científica, sino, más bien, filosófica y religiosa. Personalmente, me siento inclinado a responder que sí. ¿Pero qué forma posee esta intención, cuál es esta intención?. Son preguntas que me interesan muchísimo. Pero no tengo respuestas.
¡Bastó un minuto para llegar al primer núcleo atómico!
Las fuerzas sólo se pueden manifestar en determinadas condiciones de temperatura, algo semejante al agua para formar hielo. No actúan si hace demasiado calor; tampoco si demasiado frío.
¡Un minuto de agitación y cientos de miles de años de espera! ¡Una evolución un tanto entrecortada!
La complejidad no avanza a ritmo regular. La fuerza electromagnética entra en acción cuando la temperatura desciende a menos de 3.000 grados.
Por acción de la fuerza de gravedad, la materia, que hasta entonces era homogénea, comienza a formar grumos. Esta vez la materia se va a poder condensar en galaxias...
El universo está jerarquizado en cúmulos de galaxias, galaxias, cúmulos de estrellas y estrellas individuales. Nuestro sistema solar, por ejemplo, pertenece a una galaxia, la Vía Láctea, compuesta por cientos de millones de estrellas y cuyo conjunto conforma un disco de 100 mil años luz de diámetro.
Forma parte de un pequeño cúmulo local, compuesto de una veintena de galaxias (entre las que están Andrómeda y las dos nubes de Magallanes), el cual está integrado en un cúmulo mayor, el de la Virgen, que agrupa varios cientos de miles de galaxias. Este súper cúmulo abriga, en su centro, una galaxia gigante, cien veces más grande que la nuestra, que atrae a todas las demás. Se habla de una galaxia caníbal...
¿Por qué las estrellas no se atraen entre sí y unas contra otras?
La Luna no se estrella contra la Tierra, porque gira alrededor de nosotros: la fuerza centrífuga, asociada a su movimiento, equilibra la fuerza de gravedad.
¿Pero qué impide entonces que las galaxias caigan unas sobre otras? Que se sepa, no hay un centro del universo.
No. La respuesta se encuentra, esta vez, en la expansión del universo, en el movimiento general de las galaxias.
TIERRA!
En el desierto espacial, las primeras moléculas emprenden una danza ininterrumpida y engendran, en los suburbios de una modesta galaxia, un planeta singular.
¿La aparición de la vida estaba inscrita en el desarrollo de este escenario?
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