Carpe Diem cosmológico

(o por qué cualquier tiempo futuro no siempre fue mejor)

Un artículo de nuestro colaborador David García González*

Recientemente he leído un libro de esos que te dan qué pensar. Se trata de un pequeño libro de algo menos de 200 páginas titulado Un universo de la nada y cuyo autor es Lawrence M. Krauss, doctor en Física Teórica por el Instituto Tecnológico de Massachussetts y en la actualidad Director del Proyecto Orígenes en la Universidad Estatal de Arizona.

universefromnothingLa tesis central del libro es que la Ciencia, en particular la Física (y más concretamente la Cosmología y la Física de Partículas), ha alcanzado un estadio de desarrollo en el que se encuentra en condiciones de dar respuesta a la que es, quizás, la pregunta más fundamental que nadie pueda hacerse: ¿POR QUÉ EXISTE ALGO EN LUGAR DE NADA?, un terreno en el que por el momento sólo se aventuraban la Filosofía o la Religión.

Si queréis la respuesta me temo que tendréis que leeros el libro¹. Primero, porque dar una respuesta a esta pregunta no es nada fácil y menos en unas pocas líneas, y segundo, porque no quiero privaros del placer de descubrir la respuesta por vosotros mismos.

El caso es que el autor nos acompaña en un breve pero intenso paseo a través de la Historia de la Cosmología Moderna desde sus inicios, cuando Einstein escribió en 1916 las ecuaciones del Relatividad General que permitían por primera vez abordar el estudio del Universo en su conjunto, hasta nuestros días, en los que se discute la posibilidad de éste nuestro Universo (que habría que empezar a escribir con minúsculas) no sea sino uno entre una miríada de universos causalmente desconectados los unos de los otros en lo que viene a conocerse como múltiples universos o multiverso.

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Recreación artística de un multiverso (Autor desconocido )

Le viene a uno a la memoria esa cita de Murray Gell-Mann en la que nos dice:

La mayor aventura de la historia del hombre es la que nos lleva a la comprensión del Universo, de cómo funciona y de dónde viene. Es difícil creer que unos pocos habitantes de un pequeño planeta, en órbita alrededor de una estrella insignificante, dentro de una pequeña galaxia, puedan llegar a comprender el Universo. Un punto de la creación convencido de que es capaz de entender la Totalidad.

Y si es bien cierto que debemos sentirnos orgullosos de nuestros logros en este campo y de cómo en el lapso de apenas un siglo, un suspiro cósmico, hemos hecho descubrimientos tan importantes como el de la expansión del Universo, la radiación del fondo cósmico de microondas, la materia oscura o la energía oscura, la pregunta que nos plantea el autor en el capítulo 7 del libro junto con su inquietante respuesta no puede sino causarnos un cierto “shock”.

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La historia del tiempo hasta nuestros días (Fuente: Wikipedia)

Pues bien, la pregunta que se plantea el autor es: ¿QUÉ NOS DEPARARÁ EL FUTURO?, y la respuesta a la misma, que trataré de esbozar a continuación, y sus implicaciones constituyen el centro de esta reflexión.

Pongámonos en situación. Teniendo en cuenta que la tesis del autor es que la Física está en condiciones de dar respuesta a la que sin duda es de las preguntas más difíciles que podemos plantearnos, ¿acaso podría alguien dudar de la afirmación de que no hay límites para el conocimiento científico siempre que se cuenten con suficientes recursos (humanos, materiales y de tiempo)? Pues ocurre sin embargo que, en contra de esta visión optimista, muy probablemente el conocimiento que hoy en día tenemos sobre el Universo sea un conocimiento más profundo del que tendrán las civilizaciones y los seres que lo habiten en el futuro (eso sí, un futuro algo lejano). Os lo resumo brevemente.

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Gráfica con las constataciones observaciones de Edwin Hubble en la que los punto parecen ajustarse a una recta (¿o no?) lo que le llevo a Hubble a postular una expansión del Universo con velocidad constante. (Fuente: Wikipedia)

Es bien sabido, desde que Edwin Hubble así lo descubriera alrededor del 1929 (por cierto, que el autor de DayInLab os puede contar algún día una historia muy entretenida sobre Edwin Hubble, Henrietta Leavitt, Cefeo, las Nereidas y algunos otros personajes de la mitología griega), que el Universo se expande².

Pero resulta que no sólo el Universo está en expansión sino que esta expansión, lejos de producirse a una velocidad constante como propusiera Hubble en 1929, se produce de forma acelerada. Este descubrimiento, que tuvo lugar a finales del siglo pasado, se lo debemos a dos equipos de investigación de supernovas: el “High-Z Supernova”, dirigido por Brian P. Schmidt con la colaboración de Adam Riess, y el “Supernovae Cosmology Proyect”, dirigido por Saul Perlmutter. Estos tres fueron galardonados con el premio Nobel de Física en 2011 por este sensacional descubrimiento.

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Gráfica del equipo Supernovae Cosmology Proyect en la que se aprecia una desviación de la relación lineal para valores altos del redshif lo que implica una expansión acelerada del Universo

¿Y qué implicaciones tiene que el Universo se expanda aceleradamente? Pues bien, esto significa que la velocidad con que unas galaxias se alejan de otras es cada vez mayor, lo que a su vez implica que, de seguir así (y todo el conocimiento del que disponemos ahora apunta a que así seguirá) en un momento determinado del futuro, que es posible calcular a partir de las condiciones actuales, las galaxias más próximas a la nuestra alcanzarán una velocidad de recesión igual a la velocidad de la luz desapareciendo en dicho momento de nuestra vista, o más bien de la vista de aquellos afortunados que estén por aquí para ver ese acontecimiento fabuloso.

Si lo que estáis pensando es: “¡espera un momento!, ¿la teoría de la relatividad no establece que la velocidad de la luz es una barrera que no puede superarse?”, la respuesta es que no hay tal violación porque, como se mencionó un poco más arriba, el mecanismo de corrimiento hacia el rojo es la expansión métrica del espacio, es decir, lo que se expande en realidad a esas velocidades es el propio espacio entre las galaxias. Lo que sucederá en realidad en el instante del “apagón galáctico” es que el corrimiento al rojo de la luz procedente de estas galaxias será tan grande que su longitud de onda será mayor que el tamaño del Universo observable volviéndose así indetectable.

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Foto del espacio profundo captada por el telescopio Hubble; todas estas galaxias desaparecerán dejando tras de sí una total oscuridad.

Pero no es esto lo que os debe inquietar, al menos no de momento. Esto no ocurrirá mañana ni pasado mañana. Nuestro Universo tiene una vida de unos 13.700 millones de años y las estimaciones apuntan que hasta que este acontecimiento se produzca tendrán que pasar aún unos 2.000.000 millones de años. Nuestro Sol ya habrá muerto para entonces pero seguirá habiendo otras estrellas y otros planetas y, presumiblemente, otras civilizaciones inteligentes danzando por el espacio.

Como curiosidad, comentar que si bien las estrellas gigantes y supergigantes viven la vida al límite y mueren jóvenes, con apenas unas decenas de millones de años, las estrellas más pequeñas, con vidas más modestas y que queman su hidrógeno mucho más lentamente, tienen una vida útil muy larga, que puede llegar a cientos de miles de millones de años.

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Ciclo de vida de una estrella (Fuente: NASA)

Ahora bien, cuando esto ocurra, junto con la desaparición de toda luz procedente de cualquier galaxia ajena a la nuestra, y hay que tener en cuenta que nuestra Galaxia no tiene nada de especial en toda esta explicación por lo que esto mismo se aplica a cualquier otra galaxia del Universo, desaparecerá también algo mucho más importante: desaparecerá mucha INFORMACIÓN y, más concretamente, toda la información que, a día de hoy, nos proporciona la evidencia observacional de que hace 13.700 millones de años se produjo un acontecimiento extraordinario que puso en marcha el Universo (o este universo, si pertenecemos a la escuela multiversista): el BIG BANG³.

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Mapa de la radiación de fondo de microondas según WMAP. (Fuente: NASA)

Y aquí es a donde llegamos a la parte inquietante ya que resultará entonces que ¡cualquier civilización que surja después de esa fecha, por mucho que progrese científica y tecnológicamente, tendrá una visión totalmente distorsionada del Universo en el que vive! Será un Universo constituido por una única galaxia estática e inmutable, ahora sí Galaxia, rodeada de total oscuridad (excepto por los eventos de nacimientos y muertes de estrellas que se produzcan en su interior) y sin ningún indicio que apunte a que en algún momento en el pasado hubo miles de millones de galaxias acompañándola en su viaje y menos aún indicio alguno del evento que dio origen a todo: el Big Bang. Toda esa información se habrá perdido … para siempre.

Como apunta el autor:

Resulta perturbador sugerir que uno puede usar las mejores herramientas de observación y las mejores teorías a su disposición y, aún así, obtener una visión completamente falsa del Universo en el que vive.

Y es inquietante y perturbador también porque quién sabe si, nosotros mismos, por el hecho de estar viviendo precisamente en este instante, y no un poco antes o un poco después, no nos estaremos perdiendo algo importante.

A algunos podrá resultarles chocante y a otros incluso descorazonador. Sin embargo, como nos dicen los Monty Python hay que mirar siempre el lado positivo de la vida y, por ello podemos consolarnos (parafraseando a Tim Minchin) con el siguiente pensamiento: “hay sin duda una gran diferencia entre llegar a una visión incompleta del Universo por la ausencia de suficiente evidencia y negar la evidencia existente para presentar o preservar una visión sesgada del mismo. Lo primero es Ciencia; lo segundo, pues bueno, lo segundo es otra cosa”.

El caso es que lo importante no es ganar sino participar, ¿no es así? Nuestros desafortunados amigos del futuro simplemente harán lo científicamente posible con las cartas con las que les tocará jugar. Poniéndonos por un momento en su lugar, si tuviéramos que elegir, con la evidencia observacional disponible dentro de 2 billones de años, entre la explicación

  1. que habitamos un Universo estático e inmutable con una sola galaxia, la nuestra, y
  2. que habitamos un Universo que comenzó con un Big Bang y que se expandió aceleradamente hasta que las galaxias se separaron tan rápidamente unas de otras que desaparecieron desconectándose causalmente unas de otras para siempre, razón por la cual ahora no las vemos.

¿Acaso alguien alberga alguna duda de que, siguiendo los consejos de Guillermo de Occam, no elegiríamos la primera?

300x214xastronomer_universe_expanding_1204755-300x214.jpg.pagespeed.ic.G1vDkGFAHvSerá pues una partida limpiamente jugada por estos inteligentes seres del futuro en la que, sin embargo, el destino, habiéndose guardado un as en la manga, tiene todas las de ganar. Y perderán la partida o … ¿quizás no? Al fin y al cabo, ¿hasta qué punto podría realmente decirse que su visión del Universo es incorrecta?, ¿qué diferencia hay entre un Universo en el que las galaxias receden unas de otras a velocidades superiores a la de la luz, de tal manera que cualquier interacción causal entre ellas resulta imposible, y un Universo con una sola Galaxia? ¿Estarán las galaxias allí cuando ya nadie las mire?

Una célebre cita de Donald Rumsfeld que ya apareció en el blog dice: “Hay cosas que sabemos que sabemos. También hay cosas desconocidas conocidas, es decir que sabemos que hay algunas cosas que no sabemos. Pero también hay cosas desconocidas que desconocemos, las que no sabemos que no sabemos“. A la vista de todo esto, habría que añadir que también hay cosas que sabemos que ahora sabemos y sabemos que en el futuro no sabrán que no saben.

El Universo que conocemos HOY

El Universo, que es caprichoso, se ha dignado a revelarnos sus misterios durante un pequeño lapso de tiempo así que yo digo: ¡CARPE DIEM CÓSMICO! disfrutemos de este privilegio, disfrutemos de las maravillosas imágenes del Hubble Ultra Deep Field antes de que todo se torne negro para siempre. Sin duda, como dice el autor, vivimos un momento muy especial aunque sea bien cierto que el futuro ya no es lo que solía ser.

Nota final: Por supuesto, esta es la visión del futuro de nuestro Universo que tenemos a día de hoy. Al fin y al cabo, dado que estamos hablando de Ciencia y la Ciencia es siempre provisional y perfectible el futuro podría depararnos nuevos descubrimientos que alteraran por completo esta visión. Desde luego, no sería la primera vez.


Notas al pie:

¹ Ahora bien, si no sois mucho de leer libros de cabo a rabo, pero aún así queréis conocer la respuesta, podéis ver alguna de las charlas del autor al respecto, charlas que fueron el germen del que surgió posteriormente el libro, como por ejemplo la que encontraréis en el siguiente video YouTube.

² Observando los espectros electromagnéticos correspondientes a la luz que recibimos procedente de distintas galaxias alejadas de la nuestra se constata que éstos están desplazados hacia longitudes de onda mayores y que dicho desplazamiento, también conocido como corrimiento al rojo, es mayor cuanto más alejada se encuentra la galaxia en cuestión. Estos desplazamientos espectrales nos permiten deducir que dichas fuentes de luz se alejan de nosotros y que lo hacen a mayor velocidad cuanto más alejadas. Dado que este hecho se constata para todas las galaxias independientemente de la dirección en la que miremos la única explicación posible es que el Universo en su conjunto se expande en todas las direcciones.

Nota de la nota: Para ser técnicamente correctos, el mecanismo de corrimiento hacia el rojo es la expansión métrica del espacio, es decir, es el espacio mismo el que crece y se expande.

³ En el libro se detalla el por qué de esta afirmación pero quizás baste decir que el modelo del Big Bang se sostiene sobre tres pilares básicos: la expansión del Universo, la existencia de la radiación del fondo cósmico de microondas y la concordancias de las abundancias relativas observadas para los elementos más ligeros (H, He y Li) con las que el modelo del Big Bang predice que se formaron durante los primeros minutos de vida del Universo (lo que se conoce como nucleosíntesis primordial). Pues bien, todos estos pilares, por distintos motivos, no serán contrastables en el momento en que el resto de las galaxias desaparezcan de nuestra vista.


* David sufrió conmigo las dos carreras de Física y Matemáticas, así que se puede decir que es bastante responsable de este blog y, aunque se declara no practicante, como habéis podido comprobar en esta entrada todavía no ha olvidado sus orígenes.

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