La longitud de Planck es la escala de longitud más pequeña posible en el universo, aproximadamente 1.616×10^-35metros. Se calcula a partir de constantes físicas fundamentales: la velocidad de la luz (c),  la constante gravitacional ( G),  y la constante de Planck reducida ( ℏ) . A esta escala, las teorías de la física clásica, como la relatividad general y la mecánica cuántica, ya no se aplican y son dominantes los efectos cuánticos. 

Es fácil caer en la tentación de mirarnos el ombligo y no hacerlo al entorno que nos rodea. Muchas más cosas habríamos evitado y habríamos descubierto si por una sola vez hubiésemos dejado el ego a un lado y, en lugar de estar pendientes de nosotros mismos, lo hubiéramos hecho con respecto a la naturaleza que, en definitiva, es la que nos enseña el camino a seguir.

La edad actual del universo visible ≈ 10⁶⁰ tiempos de Planck.

Tamaño actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ longitudes de Planck.

La masa actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ masas de Planck.

Vemos así que la bajísima densidad de materia en el universo es un reflejo del hecho de que:

Densidad actual del universo visible ≈10^-120 de la densidad de Planck.

Y la temperatura del espacio, a 3 grados sobre el cero absoluto es, por tanto:

Temperatura actual del Universo visible ≈ 10^-30 de la Planck.

Estos números extraordinariamente grandes y estas fracciones extraordinariamente pequeñas nos muestran inmediatamente que el universo está estructurado en una escala sobrehumana de proporciones asombrosas cuando la sopesamos en los balances de su propia construcción.

Con respecto a sus propios patrones, el universo es viejo. El tiempo de vida natural de un mundo gobernado por la gravedad, la relatividad y la mecánica cuántica es el fugaz breve tiempo de Planck. Parece que es mucho más viejo de lo que debería ser.

Pero, pese a la enorme edad del universo en “tics” de Tiempo de Planck,  hemos aprendido que casi todo este tiempo es necesario para producir estrellas y los elementos químicos que traen la vida.

“En el final del universo uno tiene que utilizar mucho el tiempo pretérito…  todo ha sido hecho, ¿sabes?”.

Douglas Adams.

¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme pasa el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena. Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas. Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

Las estrellas típicas como el Sol, emiten desde su superficie un viento de partículas cargadas eléctricamente que barre las atmósferas de los planetas en órbitas a su alrededor y, a menos que el viento pueda ser desviado por un campo magnético, los posibles habitantes de ese planeta lo podrían tener complicado soportando tal lluvia de radiactividad. En nuestro sistema solar el campo magnético de la Tierra ha protegido su atmósfera del viento solar, pero Marte, que no está protegido por ningún campo magnético, perdió su atmósfera hace tiempo.

                                        Estamos en un Universo dinámico, nada permanece y todo cambia

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es. Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos de extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Los movimientos de cometas y asteroides, a pesar de tener la defensa de Júpiter, son una seria y cierta amenaza para el desarrollo y persistencia de vida inteligente en las primeras etapas. Los impactos no han sido infrecuentes en el pasado lejano de la Tierra, habiendo tenido efectos catastróficos.  Somos afortunados al tener la protección de la Luna y de la enorme masa de Júpiter que atrae hacia sí los cuerpos que llegan desde el exterior desviándolos de su probable trayectoria hacia nuestro planeta.

La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución que tantos miles de millones de años le costó al Universo para poder plasmarla en una realidad que llamamos vida.

El secreto reside en el tiempo biológico necesario para desarrollar la vida y el tiempo necesario para desarrollar estrellas de segunda generación y siguientes que en novas y supernovas cristalicen los materiales complejos necesarios para la vida, tales como el hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, carbono, etc.

Parece que la similitud en los “tiempos” no es una simple coincidencia.  El argumento, en su forma más simple, lo introdujo Brandon Carter y lo desarrolló John D. Barrow por un lado y por Frank Tipler por otro. Al menos, en el primer sistema solar habitado observado, ¡el nuestro!, parece que sí hay alguna relación entre t(bio) y t(estrella) que son aproximadamente iguales; el t(bio) – tiempo biológico para la aparición de la vida – algo más extenso.

La evolución de una atmósfera planetaria que sustente la vida requiere una fase inicial durante la cual el oxígeno es liberado por la foto-disociación de vapor de agua. En la Tierra esto necesitó 2.400 millones de años y llevó el oxígeno atmosférico a aproximadamente una milésima de su valor actual.  Cabría esperar que la longitud de esta fase fuera inversamente proporcional a la intensidad de la radiación en el intervalo de longitudes de onda del orden de 1000-2000 ángstroms, donde están los niveles moleculares clave para la absorción de agua.

Este simple modelo indica la ruta que vincula las escalas del tiempo bioquímico de evolución de la vida y la del tiempo astrofísico que determina el tiempo requerido para crear un ambiente sustentado por una estrella estable que consume hidrógeno en la secuencia principal y envía luz y calor a los planetas del Sistema Solar que ella misma forma como objeto principal.

                      Lejos aún en el futuro, un día veremos de cerca otros mundos y otras formas de vida

Tras muchos años tratando de dar respuesta a estas preguntas, los científicos han llegado a la conclusión de que la vida no es un suceso exclusivo de la Tierra, sino que debe ser un fenómeno normal en el cosmos y que, por lo tanto, tienen que indagar sobre su extensión y sus posibles manifestaciones.

A muchos les cuesta trabajo admitir la presencia de vida en el universo como algo natural y corriente, ellos abogan por la inevitabilidad de un universo grande y frío en el que es difícil la aparición de la vida, y en el supuesto de que ésta aparezca, será muy parecida a la nuestra.

¿Vida basada en el Silicio?

¡Mentira! ¡Hace unos años se encontraron bacterias que están basadas en el arsénico!

“No, voz cursiva, pese a lo que afirmaran algunos titulares, lo que se creía haber descubierto eran bacterias que usaban arsénico en su ADN en lugar de fósforo. El estudio se refutó hace tiempo pero, de todas maneras, incluso aunque realmente hubieran sido capaces de sustituir el arsénico de su ADN por fósforo, el código genético de estas bacterias seguiría estando formado por moléculas organizadas en torno a átomos de carbono, con el arsénico como «complemento».”

Aunque no podemos negarlo… ¡Nos cuesta admitirlo! ¿No es el Universo igual en todas partes?

Sabemos que todas las formas de vida que pueblan la Tierra (al menos hasta donde podemos saber), están basadas en el Carbono. Si el Universo es igual en todas partes (que lo es), ya que, en todas sus regiones y galaxias, por muy lejos que estén, rigen las mismas leyes y las mismas constantes. Y, siendo así, lo que ha pasado en la Tierra, en las mismas condiciones habrá pasado en otros miles de millones de planetas que, como nuestro mundo, estarán llenos de Vida.

Los biólogos, sin embargo, parecen admitir sin problemas la posibilidad de otras formas de vida, pero no están tan seguros de que sea probable que se desarrollen espontáneamente, sin un empujón de formas de vida basadas en el carbono. La mayoría de las estimaciones de la probabilidad de que haya inteligencias extraterrestres en el universo se centran en formas de vida similares a nosotros que habiten en planetas parecidos a la Tierra y que necesiten agua y oxígeno o similar con una atmósfera gaseosa y las demás condiciones de la distancia entre el planeta y su estrella, la radiación recibida, etc. En este punto, parece lógico recordar que antes de 1.957 se descubrió la coincidencia entre los valores de las constantes de la Naturaleza que tienen importantes consecuencias para la posible existencia de carbono y oxígeno, y con ello para la vida en el universo.

Emilio Silvera Vázquez

[?]

Poco a poco vamos conociendo más de esta máquina compleja que llevamos con nosotros: ¡El Cerebro!

Algo va sabiendo la Neurociencia (Santiago Ramón y Cajal), desde aquellos primeros estudios se han realizado grandes avances en ese inmenso secreto que es el Cerebro Humano.

Se suele decir que nuestro cerebro es la “máquina” más compleja del Universo, y, debe ser verdad, ni nosotros mismos, que lo llevamos con nosotros, lo podemos comprender. Un conjunto de materia viva de la que surgen los pensamientos, las ideas complejas y, sobre todo, los Sentimientos.

Veamos que nos dice el conferenciante.

Emilio Silvera V.

[?]

 A veces respecto a cualquier cosa, parece que nuestra Mente está metida en un mar de niebla que impide “ver”. En ese caso, si se tiene la posibilidad de preguntar al científico que sí ha sabido “ver (entender), es la salida más fácil para solucionar el problema, el nos explicará lo que no entendemos.

Hace unos años, y, con motivo del Año Internacional de la Astronomía, salió aquí el anuncio siguiente:

“Dentro de las actividades del Año Internacional de la Astronomía. En España (AIA-IYA2009), pondremos en marcha una nueva Sección que estará centrada en contestar a todas aquellas preguntas que nos sean formuladas sobre el Universo.

Como comprenderán, se darán respuestas concretas, claras y sencilla, fáciles de entender, y, sin limitación de ninguna clase, se dará respuesta a todo lo que el público quiera saber, como por ejemplo:

• ¿Qué es una Nebulosa? ¿Cómo se forma?
• ¿Qué es una estrella supermasiva?
• – ¿En qué se convierte cuando agota su combustible nuclear?
• – ¿Qué es un Cuásar?
• – – ¿Qué es la materia cósmica?
• – – ¿Qué es la radiación de fondo?
• – ¿Cuántas clases de estrellas pueden existir?
• – ¿Cuánto puede pesar 1 cm³  del material de una estrella de Neutrones?
• – ¿Existen universos paralelos?
• Y, cualquier otra pregunta relacionada con el Universo.

Sí, todo gira en nuestro Universo

Y, de esta manera, podrán, al fin, conocer aquellas cuestiones del Universo que siempre quisieron saber y que, por una u otra cuestión, nadie les explicó.

Pensad en ello y, por favor, podéis ir pensando en la pregunta que os gustaría plantear.

¿Qué pregunta se te ocurre?.”

Os recuerdo que sigue en vigor.

Emilio Silvera V.

[?]

Los físicos nos cuentan cada cosa que… ¿Serán ciertas? Creo que a veces, se dejan llevar y fantasean. ¡Agujeros de Gusano! ¿Dónde? ¿Cómo? Si realmente están ahí ¿Los podremos manejar a muestro antojo?

Decir que por fin, los científicos han descubierto un Agujero de Gusano… Es al menos arriesgado, ¿Quién ha estado allí comprobando su eficacia? ¿Cómo se mantienen abiertas las “bocas” de ambos lados. ¿Es posible que sea transitable y nos lleve a regiones lejanas en poco tiempo?

 

El Puente de Einstein-Rosen es una estructura hipotética que llaman Agujero de Gusano, que actúa como un “atajo” a través del cual se atraviesa el Espacio-Tiempo entre regiones muy distantes del universo, y ya puestos a fantasear, incluso conectaría dos universos distintos.

Las matemáticas de la Relatividad General de Einstein t Rosen lo permite. Funcionaría como un túnel por el que se podría “burlar” (que no vencer) a la velocidad de la luz, facilitando el viaje a distancias cósmicas de manera casi instantánea,  aunque teóricamente serían inestables y requerirían materia exótica para mantenerse abiertos, siendo un concepto popularizado por la ciencia ficción.

Concepto Clave

• Atajo Cósmico: Imagina el espacio-tiempo como una hoja de papel. En lugar de viajar de un punto A a un punto B en la superficie, un puente de Einstein-Rosen dobla el papel y crea un túnel entre ellos, acortando drásticamente el viaje.
• Conexión Agujero Negro-Agujero Blanco: Originalmente, se propuso como una conexión entre un agujero negro (que absorbe) y un agujero blanco (que expulsa materia).
• Solución Matemática: Son soluciones a las ecuaciones de campo de Einstein, no objetos observados directamente, aunque se investiga su posible existencia.

 

Desafíos y Realidad

• Inestabilidad: Los puentes de Einstein-Rosen teóricos colapsarían instantáneamente.
• Materia Exótica: Para mantenerlos abiertos y estables, se necesitaría “materia exótica” con energía negativa, algo que no se ha detectado.
• Ciencia Ficción: Han capturado la imaginación popular, sirviendo como un concepto central en películas y libros para viajes ultrarrápidos.

En resumen, es un concepto teórico fascinante que explora los límites del espacio-tiempo, ofreciendo una posible vía para viajes interestelares, aunque sigue siendo puramente especulativo. Lo que nos pasa a los humanos, desde siempre, es que, cuando no podemos encontrar una explicación, o, una solución a un problema planteado… ¡Especulamos y Teorizamos!

Vera Rubin descubrió que las estrellas se mueven más rápido en los bordes de las galaxias y eso “ayudó” para el desarrollo de la teoría de la materia oscura. Una materia que nadie ha podido ver, que no se sabe de qué partículas estaría conformada, o, por qué no la podemos ver, y como genera Gravedad pero no emite radiación.

Martinus J.G. Veltman

Como he referido otras veces, el Premio Nobel que arriba se muestra, en relación a este enigma decía:

“La materia oscura es la alfombra, bajo la cual, los cosmólogos barren su ignorancia.”

Así las cosas y si nos retrotraemos en el tiempo, podemos comprobar que, desde siempre, nos ha gustado conjeturar y, a base de repetir muchas veces la misma mentira, nos llegamos a creer que es una verdad,

Agujeros de Gusano, materia oscura, Gravedad cuántica, Teoría del Todo, Las cuerdas vibrantes en once dimensiones…

¿Dónde? Pero eso sí, no podemos negar que imaginación no nos falta.

Emilio Silvera V.

[?]

La expansión del universo es precisamente la que ha hecho posible que el alejamiento entre estrellas, con sus enormes fuentes de radiación, no incidieran en las células orgánicas que más tarde evolucionarían hasta llegar a nosotros. Diez mil millones de años de alejamiento continuado y el enfriamiento que acompaña a dicha expansión permitieron que, con la temperatura ideal y una radiación baja, los seres vivos continuaran su andadura en este planeta minúsculo, situado en la periferia de la galaxia que comparado al conjunto de esta, es sólo una mota de polvo donde unos insignificantes seres laboriosos, curiosos y osados, son conscientes de estar allí y están pretendiendo determinar las leyes, no ya de su mundo o de su galaxia, sino que su osadía ilimitada les lleva a pretender conocer el destino de todo el universo.

Si las estrellas estuvieran más cerca… ¡La vida estaría en peligro!

Los habitantes de nuestro mundo están a salvo de la radiación por 150 M. de kilómetros

Cuando a solas pienso en todo esto, la verdad es que no me siento nada insignificante y nada humilde ante la inmensidad de los cielos. Las estrellas pueden ser enormes y juntas, formar inmensas galaxias… pero no pueden pensar ni amar; no tienen curiosidad, ni en ellas está el poder de ahondar en el porqué de las cosas. Nosotros sí podemos hacer todo eso y más.

La estructura de los átomos y las moléculas está controlada casi por completo por dos números: la razón entre las masas del electrón y el protón, b, que es aproximadamente igual a 1/1.836, y la constante de estructura fina, a, que es aproximadamente 1/137. Supongamos que permitimos que estas dos constantes cambien su valor de forma independiente y supongamos también (para hacerlo sencillo) que ninguna otra constante de la Naturaleza cambie. ¿Qué le sucede al mundo si las leyes de la naturaleza siguen siendo las mismas?

Si deducimos las consecuencias pronto encontramos que no hay muchos espacios para maniobrar. Incrementemos b demasiado y no puede haber estructuras moleculares ordenadas porque es el pequeño valor de beta el que asegura que los electrones ocupen posiciones bien definidas alrededor de un núcleo atómico y las cargas negativas de los electrones igualan las cargas positivas de los protones haciendo estable el núcleo y el átomo.

Si en lugar de a versión b, jugamos a cambiar la intensidad de la fuerza nuclear fuerte a_F, junto con la de a, entonces, a menos que  a_F > 0,3 a^½, los elementos como el carbono no existirían.

[?]