|
080908 -
Tagnet -
Mart de Groot -
Necesitamos más que la cosmología para comprender la estructura
y el significado del universo.
Contenido
Introducción -
El universo en expansión - El Big Bang
- El proceso de la núcleo síntesis -
Problemas científicos y filosóficos - Conclusión -
Notas y referencias
Introducción
La cosmología trata acerca de la estructura y el origen del universo. La
cosmología moderna comenzó en la década de 1920, cuando se utilizaban los
telescopios más grandes para estudiar los objetos más remotos del espacio y
para encontrar respuestas a las preguntas acerca de la estructura del
universo. A su vez, las respuestas obtenidas dieron lugar a preguntas acerca
del origen del universo. Las observaciones del astrónomo norteamericano
Edwin Hubble (1935) señalaron que casi todas las galaxias muestran un
fenómeno que fue designado con la expresión «corrimiento hacia el rojo».
Esto significa que el color de la luz que recibimos de ellas es más rojizo
que cuando salió de su fuente. Una posible manera de producir este cambio de
color es por medio del efecto Doppler, es decir, el movimiento de las
galaxias al alejarse de la tierra.
Para interpretar sus observaciones, Hubble necesitaba un modelo
cosmológico del universo. Existían varios modelos en ese tiempo. Los de Mime
y Lemaitre, por ejemplo, permitían concebir un universo en expansión de
acuerdo con la teoría de la relatividad general de
Albert Einstein. Un modelo de
Zwicky era más estático pero requería menos ajustes de la física conocida y
ninguna introducción de conceptos nuevos. Era, por lo tanto, el marco en el
cual podían encajar mejor las observaciones de Hubble. El mismo Hubble no
estaba muy seguro de cómo interpretar sus observaciones y, poco dispuesto al
principio a arribar a la conclusión de un universo en expansión, llamó al
fenómeno del «corrimiento hacia el rojo» «aparentes desplazamientos de
velocidad».
Poco después, Hubble abandonó parcialmente sus reservas anteriores e
interpretó el «corrimiento hacia el rojo» por medio del efecto Doppler; es
decir, concluyó que la mayoría de las galaxias se estaban alejando de
nosotros. Es así que se acuñó la expresión «el universo en expansión».
El universo en expansión
El siguiente paso fue simple. Si hoy el universo está en expansión,
entonces, en el pasado, el universo debe haber sido más pequeño.
Retrocediendo lo suficiente en el pasado, el universo tiene que haber tenido
un tamaño mínimo del que se expandió. Parecía una conclusión lógica decir
que el universo tuvo un principio en el tiempo. No es sorprendente que esta
idea fuera aceptada favorablemente por los cristianos que vieron ese momento
del pasado en que todo comenzó a expandirse como el equivalente a «En el
principio» de Génesis 1:1. Pero la respuesta a la pregunta acerca de cuánto
tiempo hace que ocurrió este principio no se dio tan fácilmente. No sólo era
necesario medir la velocidad de expansión actual sino también su variación
por la distancia. La relación observada entre la distancia y el «corrimiento
hacia el rojo» se conoce como la ley de Hubble, y el parámetro que describe
la expansión del universo es el parámetro de Hubble, H0. El
primer cálculo de Hubble dio H0 = 500 Km/seg/Kpc con una edad
consecuente del universo de 2 mil millones de años.
Lea:
Apocalipsis bajo control científico.
El Gran Colisionador de Hadrones. LHC
El Big Bang
Esto causó un problema inmediato, porque los geólogos ya habían postulado
la edad de la tierra como de unos 4 mil millones de años, y era inconcebible
que la tierra, como parte del universo, pudiera ser más antigua que el
mismo. La razón para este cálculo tan bajo de la edad del universo era la
distancia limitada en que se podían observar las galaxias en esa época. Pero
a medida que se utilizaron telescopios más potentes, se determinó con una
mayor precisión el valor de H0, resultando en una mejor
equiparación entre las escalas de tiempo geológicas y cosmológicas. En la
década de 1960, la situación había mejorado tanto, que se llegó a aceptar
ampliamente la edad del universo en alrededor de 10 mil millones de años.
Aun cuando surgieron con los años otras teorías acerca de la historia
temprana del universo, el mundo científico en general adoptó la teoría del
Big Bang, después del descubrimiento de cierta evidencia importante en 1965.
Se piensa que en sus fases tempranas, el Big Bang consistía en un gas muy
caliente y muy denso de partículas elementales primero, e hidrógeno y helio
después. En dicho gas la luz emitida por una partícula no podía viajar lejos
sin que se encontrara con otra partícula, la que la afectaría de tal manera
que cambiaran su frecuencia y dirección. De manera que si hubiera sido
posible mirar el universo primitivo desde afuera, uno habría podido ver
solamente sus capas exteriores; el universo no era transparente.
Como resultado de la continua expansión del universo, eventualmente su
densidad disminuyó lo suficiente como para permitir que la radiación emitida
por una partícula viajara a través de casi todo el universo antes de
encontrarse con otra partícula. En ese momento, el universo llegó a ser
transparente. El universo tenía entonces 300.000 años, que es una edad muy
joven; 300.000 años en un total de unos 15 billones es equivalente a 2 horas
en la vida de una persona de 50 años. Ya en la década de 1940, Gamow, Mpher
y otros habían previsto esta situación y habían calculado que la radiación
emitida en esa época debería ser capaz de llegar a nosotros hoy sin
modificaciones y de esa manera informamos acerca de la condición del
universo en ese tiempo.
Entonces, en 1965, dos ingenieros en electrónica que trabajaban para la
compañía telefónica Belí descubrieron algo inesperado. Percibieron cierto
ruido extraño que llegaba a la antena de su radio y, después de analizarlo,
concluyeron que provenía de una fuente de radiación que era uniforme en todo
el cielo y que tenía una temperatura de sólo 3K. Pronto se supuso que esta
era la radiación emitida en la época cuando el universo se tomó
transparente. Este descubrimiento le dio un fundamento fuerte a la teoría
del Big Bang y convenció a la mayoría de los cosmólogos acerca de su
validez.
Esta radiación de 3K, o CMB (en inglés, Cosmic Microwave Radiation, o sea
radiación de microonda cósmica de fondo) parecía tener la misma intensidad
en todas las direcciones. Esto significaba que se originó de distintos
lugares a la misma temperatura y densidad, lo cual era un problema. ¿Cómo se
pudieron formar las actuales estructuras del universo estrellas, galaxias,
súper grupos de galaxias- en semejante medio uniforme? Esta estructura
representa heterogeneidades que deberían haber estado presentes desde una
fecha temprana porque una vez que un medio es completamente homogéneo es
imposible introducir heterogeneidades en él sin recurrir a una influencia
exterior.
Como se llegó a todas estas conclusiones tempranas en base a
observaciones terrestres, con todas sus incertidumbres introducidas por el
pasaje de la radiación a través de la atmósfera terrestre, se hicieron
planes para lanzar un satélite que pudiera observar desde el espacio y
llegar a una exactitud mayor. En 1990 se lanzó el COBE (COsmic Background
Explorer satellite, o satélite explorador de fondo cósmico). En 1992 se
analizaron los resultados y se detectaron pequeñas diferencias de
temperatura mirando en distintas direcciones. Estas pequeñas fluctuaciones
de temperatura, y por lo tanto de densidad, parecieron ser suficientes para
explicar la formación de galaxias y otras estructuras. Como resultado, la
gran mayoría de los cosmólogos aceptó la teoría del Big Bang en sus
lineamientos generales y, con la ayuda de los medios de comunicación, mucha
otra gente también. Es dudoso que el modelo del Big Bang hubiera sido el
objeto de semejante interés general si hubiera sido solamente un modelo del
origen del universo físico, inanimado.
Al intentar explicar el origen de la materia encontrada en los seres
vivos, se relacionó la teoría del Big Bang con la teoría naturalista de la
evolución biológica. Así es que se llegó a creer que durante los primeros
tres minutos, cuando el universo estaba muy caliente y denso, se formaron
sólo los elementos químicos más simples -mayormente hidrógeno y helio.
Cuando se logró esto, la temperatura había descendido tanto que ya no era
posible la formación de más núcleos de elementos químicos –núcleo síntesis-.
Por esta razón, la pregunta acerca del origen de los elementos químicos
importantes para la vida -como el oxígeno, nitrógeno, carbono, calcio, y
muchos otros que también se encuentran en la tierra-, llegó a ser una de las
más interesantes de la cosmología moderna.
Después de los primeros 300.000 años, -según la teoría del Big Bang-
cuando el universo se volvió transparente, las fuerzas gravitacionales aún
dejaban sentir su influencia bajo la cual comenzaron a crecer pequeñas
heterogeneidades, atrayendo la materia circundante. Eventualmente esto llevó
a la formación de grandes nubes compuestas mayormente por hidrógeno y helio.
Estas se contrajeron más, y como consecuencia se elevó la temperatura en sus
centros. Cuando la temperatura central en estos objetos llegó a alrededor de
10.000.000 K, se encendieron procesos nucleares. El hidrógeno comenzó a
transformarse en helio, con la producción de mucha energía que llegó a ser
visible como radiación, y «nacieron» las estrellas. Por lo tanto las
estrellas brillan a causa de los procesos nucleares en sus centros. Aunque
las estrellas son inmensas, la cantidad de combustible nuclear que contienen
-hidrógeno- no es ilimitada. Cuando la mayor parte del hidrógeno ha sido
consumido, la parte central de la estrella se colapsa y la temperatura
aumenta a alrededor de 25.000.000 K. A esta temperatura, el helio, que hasta
ese momento ha estado inerte, puede ser utilizado como combustible para una
siguiente etapa de núcleo síntesis, que convierte al helio en carbón.
Este proceso se repite varias veces, tomando cada ciclo menos tiempo que
el anterior, hasta que se forman los elementos químicos, incluyendo el
hierro. Entonces depende de la masa de la estrella lo que sucede después. Si
una estrella tiene suficiente masa, explotará como supernova, produciendo
muchos elementos más pesados que el hierro en muy poco tiempo. En la
explosión se libera al espacio la mayor parte de la materia de la estrella,
donde puede formar grandes nubes de las que podría formarse otra generación
de estrellas. Eventualmente, y es probable que en más de un lugar, se
formaron planetas compuestos de materia sólida, incluyendo la tierra. En ese
momento, se supone que tuvieron lugar los procesos de la evolución
naturalista hasta generar la vida y desarrollarla formando seres vivos
inteligentes. Y suficiente en lo que concierne al Big Bang.
El modelo del Big Bang tiene muchos elementos con los que los cristianos
se pueden identificar. El universo temprano estaba dominado por la radiación
y la luz, recordándonos lo ocurrido en el primer día de la semana de la
creación. Adán fue formado con material disponible en la tierra, con el
polvo de la tierra. El sol, la luna y las estrellas fueron creados cuando ya
estaban allí muchas otras cosas del universo: el cuarto día viene después de
«el principio». Desafortunadamente la teoría del Big Bang también tiene
muchas discrepancias con Génesis 1 pues los primeros 300.000 años, cuando el
universo estaba completamente lleno de luz, realmente no pueden ser
comparados con el primer día del Génesis; según la teoría la vida no fue
creada sino que evolucionó a partir de la materia inanimada; que se
requieren mucho más que seis días para que se complete el proceso, etc.
Problemas científicos y
filosóficos
Aparte de las diferencias entre la cosmología y el Génesis, encuentro
algunos problemas científicos y filosóficos en el modelo del Big Bang, como
los siguientes:
Problemas científicos:
Primero, la causa del «corrimiento hacia el
rojo» no es necesariamente la recesión de las galaxias. Existen otros
fenómenos que pueden producir el «corrimiento hacia el rojo». Entre estos,
el así llamado «corrimiento hacia el rojo gravítacional» que implica masas
increíblemente grandes para las galaxias más lejanas; y el así llamado
«efecto Doppler transversal» requeriría una revolución muy rápida alrededor
de un centro. Recordando que Elena White escribió acerca de «soles y
estrellas y sistemas planetarios, que en el orden a ellos asignado circuyen
el trono de la Divinidad»,1 uno debería tener en cuenta esta
posibilidad, especialmente desde que la revolución alrededor de un centro es
una difundida característica de los objetos cósmicos. Finalmente también
está la idea de que por medio de la interacción con la materia, la luz
perdería algo de su energía durante su largo viaje desde una galaxia lejana
hasta la tierra. En mi opinión, esta idea de «luz cansada» nunca recibió la
atención que merece.
Segundo, en la teoría del Big Bang, las partículas elementales como
electrones, protones, neutrinos, neutrones y otras fueron producidas en los
primerísimos momentos del universo. De acuerdo con nuestro mayor
conocimiento, apoyado adecuadamente por experimentos de laboratorio, dichas
partículas elementales se forman en pares: con cada partícula aparece su
antipartícula hecha de antimateria: positrones con electrones, antiprotones
con protones, etc. Cuando una partícula se encuentra con su antipartícula,
las dos desaparecerán en un resplandor de energía. En el universo tan denso,
después que se formaron las partículas y las antipartículas, hubiera sido
inevitable que cada partícula se hubiera encontrado con su antipartícula.
Como resultado, el universo hubiera estado lleno de radiación y sin materia,
a excepción de partículas como los neutrones, que no tienen antipartículas.
Sin embargo, hay mucha materia normal en el universo. O tiene que haber
habido alguna asimetría en la producción de partículas elementales -con
formación de más partículas normales que antipartículas-, o aproximadamente
la mitad del universo consiste de antimateria, aislada cuidadosamente de la
materia normal, de lo cual, hasta ahora, no hay indicio alguno.
Problemas filosóficos:
Primero, aunque la condición del universo
durante los primeros 300.000 años de su existencia no está abierta a la
observación directa, podemos notar su condición a esa edad a partir de la
CMB y, suponiendo que la expansión también ocurrió antes de ese momento,
podemos extrapolar hacia atrás hasta llegar a épocas más tempranas. Yendo
hacia atrás en el tiempo, encontramos un universo cada vez más denso y
caliente, donde tenemos que aplicar cada vez más principios físicos menos
entendidos para comprender lo que está sucediendo. Inevitablemente, llegamos
a un punto en el tiempo antes del cual el universo estaba tan denso y
caliente que aún nuestro más avanzado conocimiento de física teórica no
puede arreglárselas con las condiciones extremas. Llegamos a este punto
cuando estamos apenas a 10-43 segundos del punto cero, el
principio del tiempo y del espacio.
La condición incomprensible del universo durante esta primera fracción de
segundo se conoce como singularidad. Uno podría considerar que una fracción
de segundo tan pequeña puede ser pasada por alto y que ahora podemos
anunciar triunfalmente que hemos llegado al comienzo del tiempo. Pero el
problema es que a una edad de 10-43 segundos, se supone que el
universo ya habría contenido mucha materia y que, como resultado, realmente
no hemos llegado mucho más cerca de la comprensión de dónde vino toda esa
materia. Algunos dicen que esta materia «primordial» es el resultado de una
fase anterior del universo cuando se colapsó después de haberse expandido
inicialmente. Así, uno puede invocar un universo que pasa por ciclos
repetidos de expansión y contracción, siendo nuestro universo la versión
presente. Éste así llamado «universo oscilante» realmente no contesta la
pregunta sobre su origen. El sostener que siempre hubo un universo o le
quita todo propósito, o lo hace igual al eterno Dios de la Biblia. El
cristiano no puede acertar ninguna de estas dos alternativas. Otros, siendo
más honestos, han señalado que es posible crear materia a partir de energía.
Pero, por supuesto, queda la pregunta obvia: ¿De dónde salió esa energía? En
mi opinión, un Dios todopoderoso es la única respuesta verdadera.
Segundo, el desarrollo de la teoría del Big Bang a través de los últimos
70 años ha estado lleno de suposiciones filosóficas que, de acuerdo con las
reglas del razonamiento puramente científico, no deberían ser parte del
proceso científico. Entre éstas deberían mencionarse las siguientes: (1) La
expansión del universo está basada en una filosofía tendenciosa. En su
interpretación del «corrimiento hacia el rojo», Hubble adoptó la validez de
la teoría general de la relatividad (lo que no fue una elección tan mala) y
el principio cosmológico -el universo se ve igual desde cualquier punto de
observación-. Mientras ésta parece ser una suposición razonable -de hecho,
la única que puede ser hecha útilmente- su validez en cualquier escala
conocida no es, y tal vez nunca lo será, confirmada. (2) La teoría del Big
Bang está basada en la suposición de que la ciencia es capaz de explicarlo
todo, de responder a todas nuestras preguntas. Esta es una suposición
indemostrable, y aquellos que creen en Dios saben que no puede ser correcta:
la ciencia no tiene respuestas adecuadas para las preguntas acerca del
Origen del amor y el odio, el gozo y la tristeza, la verdad, la belleza, la
conciencia y una cantidad de otras características exclusivamente humanas.
(3) Frecuentemente se han rechazado varias teorías alternativas sin una
investigación apropiada de sus afirmaciones. La cosmología ha rechazado de
plano las así llamadas teorías «no científicas», esto es, teorías que
contienen elementos de la filosofía o de la religión. Y al adoptar esa
actitud la cosmología se ha auto condenado porque ella a su vez ha
incorporado ciertas suposiciones filosóficas, no científicas. Y, para
empeorar la situación, la cosmología ha cerrado los ojos a lo que bien
podría ser una parte esencial de la realidad y del universo.
Esto se percibe mejor en lo que considero el dogma tácito pero muy
claramente entendido de la cosmología que el Dios de la Biblia y del
Calvario no existe, y que cualquier dios en el que creamos es el resultado
de nuestra propia hechura. Nuevamente, los cristianos no pueden aceptar
esto.
Conclusión
En base a lo anterior, debemos concluir que la cosmología moderna,
representada por la teoría del Big Bang, puede tener sus virtudes al
explicar numerosos aspectos del universo físico, inanimado, pero resulta ser
una teoría pobre cuando trata de explicarlo todo, y deja demasiadas de
nuestras preguntas sin responder.
Como concluye Roberto Jastrow en su libro God and the Astronomers:
«En este momento pareciera como que la ciencia nunca será capaz de levantar
el velo del misterio de la creación. Para el científico que ha vivido
teniendo fe en el poder de la razón, la historia termina como una pesadilla.
Ha escalado las montañas de la ignorancia; está por conquistar la cumbre más
alta y mientras se levanta por sobre la última roca, es recibido por un
grupo de teólogos que han estado sentados allí desde hace siglos».2
Entonces, ¿es posible armonizar la cosmología moderna con la Biblia?
¿Debería uno seguir tratando de hacerlo? Y si la repuesta es positiva, ¿cómo
puede lograrse esto? A pesar de mi observación crítica anterior, permíteme
afirmar que admiro el método y la iniciativa de los científicos. Debido a
ellos hemos aprendido mucho acerca de la naturaleza que nos puede ayudar a
vivir vidas más cómodas. Más aún, la ciencia es uno de los métodos de Dios
para darse a conocer a sí mismo y de su plan para nosotros. «Los cielos"
todavía "cuentan la gloria de Dios» (Salmos 19:1). Pero hay por lo menos dos
problemas con este medio de comunicación. El pecado ha arruinado la obra de
Dios y si bien refleja el carácter de Dios, lo hace débilmente. Y nuestra
comprensión de la naturaleza, y de Aquel que quiere revelarse a través de
ella, es incompleta mientras aún hay falencias en nuestro conocimiento
acerca de las leyes de la naturaleza que deberían ayudarnos a interpretar el
mensaje de Dios correctamente. Al mismo tiempo, no olvidemos que no podemos
encerrarnos en la torre de marfil de la teología y explicar todo lo que nos
rodea, y acerca de nosotros solamente con la Biblia.
De hecho, es precisamente debido a nuestra comprensión incompleta de las
leyes, tanto de Dios como de la naturaleza, que muchas veces las percibimos
como si estuvieran en conflicto. Pero Dios es el autor de ambas, y no puede
haber conflicto si se comprenden las cosas correctamente. Necesitamos ambas
disciplinas para darle sentido al universo en el que vivimos. Cierta vez,
Albert Einstein dijo: «La religión sin ciencia es ciega; y la ciencia sin
religión es coja».3
En nuestro esfuerzo por obtener respuestas adecuadas a nuestras preguntas
acerca de los orígenes, es difícil saber exactamente cómo combinaremos los
hallazgos de la ciencia con nuestra comprensión de la Biblia. Creo que Dios
creó el universo. «En el principio» bien puede significar que comenzó su
obra creadora hace mucho tiempo. La cosmología, correctamente entendida, nos
cuenta cómo realizó Dios la tarea de preparar un planeta con suficiente
polvo de la composición química adecuada para formar seres humanos y
mantenerlos con vida. Entonces Dios completó su obra de creación. En seis
días preparó la tierra para que fuera habitada y luego creó muchas criaturas
vivientes, entre las cuales la humanidad iba a tener un lugar muy especial.
El resto de la Biblia nos dice lo que pasó después y cómo, a pesar de
nuestra rebelión, el magnifico plan de Dios finalmente se cumplirá en
aquellos que aceptan la redención ofrecida por medio de Jesucristo. El
cumplimiento de este plan incluye la oportunidad de aprender la auténtica
verdad acerca del universo. Y con gusto cambiaré de opinión cuando el
Creador me diga que lo hizo de otra manera.
Mart de Groot (Doctor en Ciendas Naturales, Unversidad de
Utrecht) es investgador asociado principal en el Observatorio Armagh,
Irlanda del Norte. El Dr. de Groot fue entrevistado en Diálogo 3:1 (1991),
PP. 18-19. Su direcdón poslal: 2 Sandymount Road; Richhill, Co. Armagh; BT61
8QP Northern Ireland; Uniled Kingdom. E-mail:
mdg@star.arm.ac.uk
Notas y referencias
-
Elena G. White, El conflicto de los siglos (Mountain
View, Calif.: Publicaciones Interamericanas, 1954), p. 736.
-
Robert Jastrow, God and the Astronomers (New
York, W. W. Norton & Co., 1978)
-
P. Frank, Einstein: His Life and Times (New York:
Alfred A. Knopf, 1947)
|
