miércoles, 27 de julio de 2011

La historia del mundo en 7 párrafos

Este post es doble. Lo he dividido así por marcar la separación entre ciencia y opiniones personales. Pero probablemente en las explicaciones científicas incorporo algo de opinión personal y la justificación de mis opiniones la baso en argumentos científicos. El post de conocimientos contiene, mediante un recopilatorio de muchos conceptos que ya he mencionado otros días, una explicación acerca de cuándo surgió el mundo, cómo ha crecido y hacia dónde creemos que va, y cuando hablo de mundo me refiero a la Tierra, el cielo, nosotros, los objetos que vemos, etc. Hablo de la existencia en general. En el post “personal” me atrevo a dar una opinión sobre el por qué de la existencia.


¿Podemos tratar científicamente el origen del mundo? Es decir, ¿tenemos alguna prueba física que justifique nuestros argumentos? Las religiones lo hacen constantemente basándose en las creencias. Pero ¿el hombre del siglo XXI tiene algún elemento tangible en el que apoyarse? Sí, claramente podemos dar una explicación rotunda de muchas cosas. Y no hacen falta grandes conocimientos técnicos para ello.


A mediados del siglo XIX un alemán llamado Olbers planteó esta reflexión que cualquiera puede hacerse en una noche oscura a cielo abierto: ¿por qué el cielo es negro? Es importante que todo el mundo se la haga porque al cabo de medio minuto de reflexión uno se da cuenta de que si el universo es infinito y hay estrellas por todas partes, su luz acabará llegando a nosotros, y mirando en cualquier dirección habrá una estrella de la cual veremos su luz, con lo que el cielo nocturno debería ser una alfombra estelar iluminada.


Hacia 1915 se creyó haber encontrado la respuesta: cuando se pudo medir con precisión la distancia a la que se encuentran los objetos celestes (y no es complicado porque se puede hacer con prismáticos, telescopios y cámaras fotográficas), se encontró que el firmamento no está uniformemente repartido, sino que las estrellas se agrupan en galaxias dejando grandes vacíos entre ellas. De esta manera parecía que era posible explicar la llamada ‘paradoja de Olbers’ aceptando que las estrellas de nuestra galaxia no cubren todo el cielo, que entre una galaxia y otra la luz nos llega muy debilitada, etc. Pero eso es verdad sólo a nivel muy local, porque en la práctica si el universo ha sido eterno la luz de las galaxias lejanas nos acabaría llegando con el tiempo y volveríamos a ver el cielo completamente iluminado.


Ya he dado una pista: el hecho de que de algunas direcciones del cielo no nos llegue luz es un excelente motivo para pensar que a lo mejor el universo no es eterno sino que tuvo un principio, y por lo tanto, de las regiones más alejadas todavía no ha dado tiempo a que nos llegue la luz. Ahora vamos a por la explicación completa.


En 1929, a la vez que se hundía la bolsa de Nueva Cork, un astrónomo californiano llamado Edwin Hubble se dedicaba a medir los movimientos de las galaxias. Al cabo de meses de trabajo anunció al mundo que todas se alejaban de nosotros, y que visto desde cualquier punto del cielo, cualquier objeto se aleja de los demás. Cuando alguien pregunta si tenemos pruebas de que el universo se expande, la respuesta es fácil: “sí, coge el telescopio y mira cómo se aleja todo”. Hubble demostró por la evidencia que el universo se hace cada vez más grande, en consonancia con la teoría general de la relatividad. Al aceptar que esa teoría podía ser válida, inmediatamente los astrofísicos empezaron a exprimirla para obtener más resultados. Y primera deducción: si todo se aleja es que hubo un momento anterior en el que todo estuvo más cerca. Y así antes de 1940 se tenía elaborado un modelo: hubo una vez en la que todo estuvo junto y se separó tras una gran explosión, el Big-Bang.


Por eso el cielo es negro, porque el universo tuvo un origen y se expande, no hacen falta más demostraciones que la evidencia, y además cuanto más lejos está un objeto, más debilitada es la luz que nos llega de él. Hablando técnicamente la luz se vuelve cada vez más rojiza con la distancia, si pudiéramos ver en el infrarrojo profundo captaríamos alguna señal luminosa más, y si pudiéramos ver toda toda la luz infrarroja, veríamos que el universo está lleno de una tenue luz rojiza. Eso es lo que ven los radiotelescopios, le llaman radiación de fondo y es la segunda prueba experimental que nos demuestra que hubo una explosión. Los modelos del big-bang pronosticaban que después de la explosión todo estaría muy caliente y los objetos se moverían muy rápido, y debido a la expansión se enfriaría todo progresivamente. Los números a día de hoy casan perfectamente y explican que la explosión tuvo lugar hace unos 13.500 millones de años, que la temperatura en el primer segundo era de trillones de grados, que al principio sólo salió luz y algunas particulillas sueltas como electroncillos, protoncillos y otros bichos cuánticos exóticos, que la luz se separó y quedó como radiación de fondo, el mayor y más antiguo fósil conocido, que por efecto de 2 fuerzas cuánticas que no son ni la electricidad ni la gravedad, aquellas particulillas se juntaron para formar átomos estables, que esos átomos eran nubes de gases y formaron estrellas, que por una casualidad extrema las estrellas pueden vivir miles de millones de años y a partir de esos gases forman la materia sólida, y que a la segunda o tercera generación estelar se formaron planetas capaces de albergar vida, en un universo ya casi frío, a sólo 2’7 grados por encima del cero absoluto, un universo que no se volverá a contraer y generará enormes regiones vacías, donde al cabo de unas pocas generaciones la materia expulsada por las estrellas no será capaz de volver a agruparse y se enfriará lentamente. La historia del universo es la historia de un enfriamiento, y probablemente estamos viviendo un momento privilegiado de dicha historia, porque los habitantes que vengan después, durante la 4ª o 5ª generación estelar no tendrán nada que observar en el cielo.


Es una historia dura, pero probablemente cualquier historia con vocación de trascendencia lo es. Por ejemplo, no sería mucho mejor imaginar que todas las galaxias vuelvan hacia nosotros para morir por aplastamiento. Sólo los modelos de ciclos eternos o de universos estáticos nos reconfortan algo, y aun así siempre habrá alguien a quien le parezcan vacíos y se pregunte sobre la finalidad de todo esto. Las religiones han dado respuestas compatibles en cierta medida con la mentalidad humana. Pero mientras tanto la obligación de la ciencia será siempre seguir haciendo preguntas descorazonadoras.








Mi opinión personal


Entre los argumentos que expongo a continuación hay muy pocas ideas mías. Son un conjunto de teorías expuestas por cosmólogos, biólogos, pensadores… Lo que es mío es el criterio para seleccionarlas y construir un hilo conductor del razonamiento.


Mi opinión es que existe un por qué de todo esto. En el anterior post he pintado un cuadro simplista del big-bang, pero en realidad el proceso fue más extraño: existen 4 fuerzas en la naturaleza de intensidades diferentes, con la propiedad de que dichas intensidades cambian con los cambios de temperatura de una manera tan ajustada que los 3 primeros minutos desde el big-bang fueron una sucesión de:
1. predominancia de una fuerza,
2. efectos provocados por esa fuerza (separación de la luz, fusiones de quarks, fusiones de átomos, etc),
3. al cabo de unos segundos decaimiento de la temperatura por efecto de la expansión, y por lo tanto debilitamiento de la fuerza dominante
4. que cede el poder a otra más fuerte a temperaturas más frías, que así provoca otros efectos, etc.
El resultado no podía ser más preciso: 3 minutos después del big-bang estaban creados todos los constituyentes necesarios para formar un universo partiendo únicamente de luz y gas generados en una explosión. Esto es muy, muy parecido a la germinación de una semilla. O es muy parecido a la ejecución de un programa informático. El big-bang fue una fluctuación cuántica que se amplificó, y por eso el universo no es homogéneo sino que es la réplica de aquella “semilla primigenia”.


Descubrimos también que las leyes a pequeña escala funcionan de una manera extraña que obliga a los objetos a adoptar sólo ciertos valores cuánticos, pero resulta que esta manera de funcionar aporta una ayuda clave para la estabilidad de las moléculas. ¿Por qué? por ejemplo nuestro ADN es una cadena de billones de átomos enroscados en espiral, una espiral que si la intentáramos construir con papel o cerillas se nos desmontaría por todas partes, ¿pero por qué aguanta esa espiral en nuestras células? porque la cuántica la obliga a aguantarse. Porque los valores de las fuerzas cuánticas están ajustados con tanta precisión que obligan a los átomos a situarse en una posición determinada. Si no existieran las leyes cuánticas no existiría el ADN y no existiría la vida, pero como estas leyes son absurdas a gran escala, no existen en el macro mundo. Esto es muy, muy inquietante. Es como si la naturaleza tuviera herramientas para trabajar a pequeñas, grandes o muy grandes escalas y supiera cómo desarrollar la semilla cuántica inicial hasta obtener lo que vemos hoy en día. Las leyes naturales que siempre nos han parecido algo universal e inmutable en realidad son una curiosa combinación de rangos de validez en un tiempo y espacio determinado que determinan qué efectos prevalecen más en cada momento. De hecho sospechamos que existen más leyes que tomarán el relevo en un futuro. Por ejemplo desde hace 15 años se vislumbra que existe una gravedad repulsiva a grandes escalas, le llaman “quintaesencia” o “energía oscura”. No sabemos lo que es, pero seguro que llegará un momento en el que tendrá su importancia en la historia universal. Al final la naturaleza está ejecutando algoritmos, y no sabemos quién los diseñó.


Otro tema inquietante: ¿estamos solos? Es decir, ¿existe la vida extraterrestre? Pues lamentablemente hay que decir que quizá no. El argumento de “con lo grande que es esto y los millones de planetas que hay, seguro que existe la vida” parece de una lógica aplastante, pero… repasando la historia vemos que aparecimos en la Tierra hace un millón de años, en una estrella de tercera generación, y que el ser humano como especie inteligente capaz de moverse por el espacio y emitir señales ha necesitado apenas 2000 años para desarrollar su tecnología. Es decir, ¡¡somos los últimos en llegar!! En estrellas de segunda generación debería haber civilizaciones que nos aventajen en 5.000 millones de años! Incluso dentro de las estrellas de tercera generación, entre las que el Sol no destaca especialmente, debería haber otros planetas en los que se nos hayan adelantado! Pero aquí llevamos más de un siglo mandando ondas de radio al espacio y no encontramos nada procedente de lugares más antiguos. Entonces, o una de dos: o estamos solos o somos la civilización más avanzada que existe. Sí, sé que es exagerado decir esto cuando todavía no hemos rastreado completamente el cosmos, pero empieza a ser muy extraño no haber encontrado nada a estas alturas, porque ¿hemos pensado en la tecnología? Nosotros probablemente antes de 2 siglos habremos construido ascensores espaciales, o hayamos alterado algún planeta, quizá habremos podido hacer algo en el Sol… y cualquiera que mire entonces el sistema solar desde otro sitio verá que estos humanos recién llegados, en el año 2300 habrán construido algo visible desde el espacio. Pero nosotros no conseguimos ver nada en ningún otro sitio. Entonces… ¿es posible que en estos últimos 10.000 millones de años no haya surgido algo parecido a la vida en ningún planeta más? Quizá sea así.


No conocemos gran cosa sobre el origen de la vida. Admitimos que por una enorme cadena de casualidades las condiciones terrestres pudieron crear las moléculas orgánicas que nos forman. Una vez más aparecen coincidencias extrañas en las leyes naturales que indican que la manera más viable de construir un ser vivo es hacerlo parecido a lo que hay en la Tierra. Los cosmólogos llaman a esto “principio antrópico”. Aquel zigoto que nos originó supo cómo reproducirse para formar brazos, piernas y órganos porque llevamos impreso nuestro ADN en todas las células del cuerpo, y da la impresión de que mediante un mecanismo parecido, aquella fluctuación cuántica que fue el big-bang llevaba impreso un conjunto de leyes que explicaban cómo debía crecer un universo capaz de albergar vida. Y esta vida desarrollada, inteligente, que somos nosotros, quizá no esté muy lejos de crear sus propias fluctuaciones cuánticas artificiales en laboratorios. En el acelerador de partículas de Ginebra quizá se hayan originado ya mini-agujeros negros (hubo incluso una demanda judicial contra el aparato “por riesgo de destruir el universo”, no me lo invento). Pero lo cierto es que al no saber cómo está organizada la materia dentro de los agujeros negros la posibilidad de que sean semillas capaces de formar otros universos es demasiado tentadora como para no explorarla. Y no es descabellado pensar en las dimensiones alternativas en las que se desarrollarían estos universos: hay precedentes de teorías que hablan de la existencia de otras dimensiones y hoy en día se da casi por seguro que la gravedad se mueve, al menos, en una dimensión adicional, inaccesible para nosotros.


Lo que empieza a no ser descartable es que quizá algún día entendamos del todo las condiciones del universo primitivo, y entonces probablemente seremos capaces de reproducirlas a voluntad en un laboratorio, si es que no lo hemos hecho ya en Ginebra. ¿Y qué características tendrá ese universo que hayamos creado? Pues por genética LE TRANSMITIREMOS LAS LEYES DE NUESTRO PROPIO UNIVERSO. Podríamos generar un big-bang en el cual transmitamos a otros seres este mismo código físico expresado en forma de leyes que a nosotros nos ha servido para crear planetas y vida a partir de luz y gas. Quizá, debido a imperfecciones en los experimentos, hasta transmitiríamos accidentalmente alguna ley de forma ligeramente cambiada, y eso es una mutación genética. Quizá procedamos nosotros de la acción de otros seres en un mundo pasado. Quizá estemos solos en el universo porque toda esta cantidad de materia es necesaria para el desarrollo de una única especie que sea capaz de volver a crear la misma explosión con sus herramientas y vuelva a empezar el ciclo cósmico. Los universos creados con condiciones naturales inadecuadas no prosperarán, y aquellos que accidentalmente hereden leyes que favorezcan la estabilidad desarrollarán vida inteligente con capacidad de reproducción cósmica. Es una teoría de la evolución a escala universal, y a mí todo esto me hace pensar que formamos parte de algo superior.


Gracias por leerlo entero, ha sido muy denso pero el acto de pensar nunca tiene límites. Gracias, feliz verano, y buenas vacaciones!

5 comentarios:

  1. Respecto al punto de si estamos solos, hace un tiempo leí que las primeras señales, por distancia, no podían haber llegado aún a la estrella más próxima al Sol, Proxima Centauri.

    Espero que no tengan la tele enchufada en ese momento, porque las primeras imágenes que se transmitieron fueron las de Hitler inaugurando los juegos de 1936. Y esas imágenes formarían la primera impresión que les causaríamos.

    ResponderEliminar
  2. Nada, pensando un poco veo que he dicho una tontería. Las señales de TV llegarían a Proxima Centauri en 1941. Lo que no sé es si en un radio de 75 años luz se conoce algún sistema estelar con posibilidades de albergar vida.

    Creo que estaba confundido con poder enviar una nave allí, que ni de coña...

    ResponderEliminar
  3. Sí, Alfa Centauri está a unos 4 años luz. A estas alturas ya se han enterado de que el Barça de Ronaldinho ha ganado la Champions.

    Nuestras señales de televisión llevan unos 75 años circulando por el espacio, es cierto, y las primeras fueron las de la olimpiada de Berlín. Eso lo explica muy bien Carl Sagan en Contacto. Pero mucho antes de la televisión ya emitíamos ondas de radio, con lo que a unos 100 años luz alguien nos podría haber detectado.

    De todas formas tan interesante es si nos ven a nosotros como si nosotros podemos ver a alguien, y en ese sentido sí que es muy extraño que no encontremos nada en un radio de millones de años luz :)

    ResponderEliminar
  4. Bueno, aceptamos la señal Wow! como animal de compañía?

    Yo he estado a temporadas cediendo CPU para el proyecto SETI@home, pero de momento nada... :P

    ResponderEliminar
  5. Yo también he cedido CPU en algunas épocas. Y si gracias a eso algún día viene una raza alienígena y nos destruye, nos mereceremos el mayor #etfelicitofill

    ResponderEliminar

Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.