Distancias desde el grupo local para los grupos seleccionados y los grupos en el Supercúmulo Local

Se sospecha que, en la medida que los cúmulos se agrupan en supercúmulos, asimismo los supercúmulos se agrupan en hipercúmulos. Estos últimos debe ser las segundas estructuras más grandes del Universo, después de la Gran Muralla. Una anomalía gravitacional conocida como el Gran Atractor existe en alguna parte dentro del supercúmulo local.

La Gran Muralla es una concentración aproximadamente bidimensional de galaxias, con una longitud de al menos 200 millones  por 600 millones de años-luz, aunque con menos de 20 millones de años-luz de grosor. Contiene muchos miles de galaxias y se le calcula una masa de al menos 10¹⁶ masas solares. La Gran Muralla se extiende más de 120º en el cielo (8- 16h AR) y se encuentra a unos 250 millones de años-luz. Esta y otras muchas estructuras similares, junto con las muchas estructuras filamentarias en la distribución de galaxias, nos sugiere que las estructuras a gran escala del Universo pueden tener una naturaleza celular, con otras “Grandes Murallas” formando las caras de las células y los filamentos de galaxias formando las intersecciones de las caras.

También hablamos del Gran Atractor como una supuesta concentración de materia en la dirección de las constelaciones de Hydra y Centaurus que puede estar tirando de las galaxias cercanas, incluyendo a la nuestra (la Vía Láctea), hacia sí. Como, al parecer, es también la Grab Muralla, la masa que se le calcula es de 5 x  10¹⁶ masas solares y se encuentra a unos 150 millones de años-luz de nosotros. Su evidencia fue inferida originalmente a partir de estudios de los movimientos de galaxias cion respecto al flujo de Hubble. Aunque existe claramente una concentración de galaxias (¿La Gran Muralla?) en el lugar donde supuestamente se encuentra el Gran Atractor, estudios más recientes indican que el flujo de galaxias observado es debido probablemente al tirón conjunto producido por varios cúmulos distintos que dejan sentir la enorme fuerza de gravedad que generan.

Todos sabemos de las inmensas distancias existente entre estrellas y entre galaxias, y, las unidades de medidas especiales que hemos inventado para poder expresarlas. Ahí tenemos la imposibilidad física de viajar a otros mundos y no digamos a otras Galaxias.  Las velocidades que pueden alcanzar en la actualidad nuestros ingenios espaciales no llega ni a 70.000 km/h ¿Cuánto tardarían en recorrer los 2,3 millones de años-luz  ( 21.759.840.000.000.000.000 km) que nos separa de Andrómeda? Incluso el desplazarnos hasta la estrella más cercana, Alfa Centauri, resulta una tarea impensable si tenemos en cuenta que la distancia que nos separa es de 4’3 años-luz y un año-luz = 9.460.800.000.000 km.

Construyendo la nave más moderna que hoy pudiéramos, y, suponiendo que tuviera todos los adelantos que permitieran un viaje seguro, las tripulaciones antes de llegar al destino serían de distintas generaciones que se sucederían en las tareas cotidianas de la nave-ciudad. Hasta que no se busque la manera de esquivar la barrera de la velocidad de la luz, los viajes a otros mundos están algo complicados para nosotros. ¿Quizás ese motor del que hablan que distorsiona el espacio? Claro que no parece sencillo anular las temperaturas que se generarían en el entorno de la nave.

¿Estaría programada la presencia de los seres vivos inteligentes en el Universo?

Por fuerza la cosmología conduce a cuestiones fronterizas entre ciencia experimental, filosofía y religión. No es solo el caso de los sabios antiguos. También los físicos de hoy se plantean preguntas de esa clase, sobre todo a propósito del llamado “principio antrópico”. A partir de los conocimientos actuales, este principio señala que las leyes y magnitudes físicas fundamentales parecen cuidadosamente afinadas para que la formación y el desarrollo del universo pudieran dar lugar a la vida en la Tierra y en otros planetas idóneos para acogerla.

Algunas veces nos podríamos preguntas: ¿Para qué tántos sueños? Si inmersos en un vasto Universo de dimensiones “infinitas” para nosotros, al final del camino, miramos la imagen de arriba y eso es lo que podría quedar de nuestro Sol, una insignificante Nebulosa Planetaria y, la consecuencia de tal transición de fase será, una Tierra sin vida y un Sistema solar de objetos muertos.

La humanidad, es en realidad, algo muy complejo y difícil de entender.  Sabemos que en el Universo existen cientos de miles de millones y trillones de protones y electrones o 10^-5 átomos por c/cm³ de espacio, todos, absolutamente todos los protones, son exactamente iguales.  Con los electrones pasa igual y lo mismo con los átomos, son exactos, copias los unos de los otros, la misma masa, la misma carga y las mismas propiedades, no podríamos encontrar un electrón distinto a otro.  Sin embargo, referido a nosotros, los individuos que componemos toda la Humanidad (unos 7.000 millones), resulta que, ni siquiera uno es exactamente igual a otro.  Cada uno es diferente a los demás y tiene sus propias características particulares que lo hace distinto.

                                                  Todos distintos pero, ¡todos iguales!

Ahí precisamente reside la grandeza y también la dificultad.  La grandeza que da la variedad y el enorme abanico que posibilidades de mentes distintas empeñados en resolver un problema que se estudia bajo miles de millones de puntos de vista, con lo cuál, es más difícil que, finalmente, no aparezca la solución.  La dificultad que esa misma variedad genera entre seres que, al ser diferentes, también tienen criterios distintos y distintas maneras de ver las cosas y, no pocas veces conlleva a conflictos indeseables.

Ni nos paramos a pensar en el largo camino que hemos tenido que hacer hasta llegar hasta aquí.

Necesitamos que algo alumnbre nuestras mentes para ver el Universo

Por muy atentamente que hemos querido mirar, no podemos llegar a esa realidad que la Naturaleza esconde y que, supuestamente, dio lugar a todo ésto, el Big Bang que nos trajo el Universo conocido. Muchos miles de millones de años más tarde pudimos aparecer nosotros aquí sin saber, a ciencia cierta, si hemos venido por cuestiones del Azar, si hay algún plan predeterminado para nosotros, o, si como sospecho, simplemente somos una variante más surgida de la evolución de la materia, creada por el Universo, para, como decía el sabio, poder observarse así mismo.

¿Qué entendemos por Big Bang?

El Big Bang, esa teoría aceptada por todos y que “nos dice” como se formó nuestro Universo y comenzó su evolución hasta llegar a ser como ahora lo podemos contemplar. De acuerdo a esta teoría, el Universo se originó a partir de un estado inicial de alta temperatura y densidad, y desde entonces ha estado siempre expandiéndose. La teoría de la relatividad General predice la existencia de una singularidad en el comienzo, cuando la temperatura y la densidad eran infinitas, antes del comienzo del Tiempo y del nacimiento del Espacio.

La mayoría de los cosmólogos interpretan esta singularidad como una indicación de que la relatividad general de Einstein deja de ser válida en el Universo muy primitivo (no existía materia, todo era una infinita concentración de energía), y el comienzo mismo debe ser estudiado utilizando una teoría de cosmología cuántica.

Con nuestro conocimiento actual de la física de partículas de altas energías, podemos hacer retroceder el reloj a través de la teoría leptónica y la era hadrónica hasta una millonésima de segundo después del Big Bang, cuando la temperatura era de 10¹³K. Utilizando una teoría más especulativa, los cosmólogos han intentado llevar el modelo hasta 10³⁵ s  después de la singularidad, cuando la temperatura era de 10²⁸K.  Esa infinitesimal escala de longitud es conocida como Límite de Planck = 10^–35m que en la Ley de radiación de Planck, es distribuida la energía radiada por un cuerpo negro mediante pequeños paquetes discretos llamados cuantos, en vez de una emisión continua.  A éstas distancias, la Gravedad está ausente para dejar actuar a la mecánica cuántica.

La teoría del Big Bang es capaz de explicar la expansión del Universo; la existencia de una radiación de fondo cósmica, y la abundancia de núcleos ligeros como el helio, el heli^o-3, el deuterio y el litio-7, cuya formación se predice que ocurrió alrededor de un segundo después del Big Bang, cuando la temperatura reinante era de 10¹⁰ K.

La radiación de fondo cósmica proporciona la evidencia más directa de que el Universo atravesó por una fase caliente y densa.  En la teoría del Big Bang, la radiación de fondo es explicada por el hecho de que, durante el primer millón de años más o menos (es decir, antes del desacoplo de la materia y la radiación y, por tanto, en equilibrio término con ella.  Esta fase es habitualmente denominada “bola de fuego primordial”.)

Cuando el Universo se expandió y se enfrió a 3000 K se volvió transparente a la radiación, que es la que observamos en la actualidad, mucho más fría y diluida, como radiación térmica de microondas.  El descubrimiento del fondo de microondas en 1.956 puso fin a una larga batalla entre el Big Bang y su rival la teoría del Universo estacionario de P. Hoyle y otros, que no podía explicar la forma de cuerpo negro del fondo de microondas.  Es irónico que, el termino Big Bang, tuvo inicialmente un sentido burlesco y fue acuñado por Hoyle, contrario a la teoría del Universo inflacionario y defensor del estacionario.

CRONOLOGÍA DEL BIG BANG

De   0   a 10^-43 seg.

a           10^-34 k

Era de radiación

de 10^-43 a 30.000 años

desde 10^-34 a 10⁴ k

Era de la materia

de 30.000 años al presente

han pasado 13.500.000.000 de años

Desde 10⁴ a 3 k actual

Para fijar más claramente los hechos se debe extender la explicación evolutiva del universo en las fases principales que son las eras reseñadas en el recuadro de arriba, su duración y temperatura.

    Primera forma de la materia, los primeros átomos. Pero, expliquemos algo más sobre las Eras en el proceso del Big Bang:

El Tiempo de Plank nos lleva hacia la Era…

                   De la radiación

Período entre 10^-43 s (la era de Planck) y 300.000 años después del Big Bang.  Durante este periodo, la expansión del Universo estaba dominada por los efectos de la radiación o de las partículas rápidas (a altas energías todas las partículas se comportan como la radiación).  De hecho, la era leptónica y la era hadrónica son ambas subdivisiones de la era de radiación.

La era de radiación fue seguida por la era de la materia que antes se reseña, durante la cual los partículas lentas dominaron la expansión del Universo.

Hadrones: Un hadrón, es una partícula compuesta de quarks y que “siente” la interacción fuerte. Ejemplos de hadrones son los protones y los neutrones (los bariones que forman el núcleo de los átomos y por eso son conocidos también como nucleones) que tienen otros hermanos en la imagen reseñados.

Era Hadrónica

Corto periodo de tiempo entre 10^-6 s y 10^-5 s después del Big Bang en el que se formaron las partículas atómicas pesadas, como protones, neutrones, piones y kaones entre otras.  Antes del comienzo de la era hadrónica, los quarks se comportaban como partículas libres.  El proceso por el que se formaron los quarks se denomina transición de fase quark-hadrón.  Al final de la era hadrónica, todas las demás especies hadrónicas habían decaído o se habían desintegrado, dejando sólo protones o neutrones.  Inmediatamente después de esto el Universo entró en la era leptónica.

Era Leptónica

Intervalo, que comenzó unos 10^-5 s después del Big Bang, en el que diversos tipos de leptones eran la principal contribución a la densidad del Universo.  Se crearon pares de leptones y antileptones en gran número en el Universo primitivo, pero, a medida que el Universo se enfrió, la mayor parte de las especies leptónicas fueron aniquiladas.  La era leptónica se entremezcla con la hadrónica y ambas, como ya dije antes, son subdivisiones de la era de la radiación.  El final de la era leptónica se considera normalmente que ocurrió cuando se aniquilaron la mayor parte de los pares electrón-positrón, a una temperatura de 5×10⁹ k, más o menos un segundo después del Big Bang.  Después, los leptones se unieron a los hadrónes para formar átomos.

Así se formó nuestro Universo, a partir de una singularidad que explotó expandiendo toda la densidad y energía a unas temperaturas terroríficas y, a partir de ese mismo instante y el espacio junto con la materia que, finalmente desembocó en lo que ahora conocemos como Universo.

El Universo es el conjunto de todo lo que existe, incluyendo (como he dicho) el espacio, el tiempo y la materia.  El estudio del Universo se conoce como cosmología.  Los cosmólogos distinguen al Universo con “U” mayúscula, significando el cosmos y su contenido, y el universo con “u” minúscula, que es normalmente un modelo matemático deducido de alguna teoría física como por ejemplo, el universo de Friedman o el Universo de Einstein-de Sitter.  El Universo real está constituido en su mayoría de espacios que aparentemente están vacíos, existiendo materia concentrada en galaxias formadas por estrellas, planetas, gases y otros objetos cosmológicos.

El Universo se está expandiendo, de manera que el espacio entre las galaxias está aumentando gradualmente, provocando un desplazamiento al rojo cosmológico en la luz procedente de los objetos distantes. Existe evidencia creciente de que el espacio puede estar lleno de alguna clase de materia que no hemos podido observar, no emite radiación pero incide en el comportamiento de las galaxias que se alejan las unas de las otras a más velocidad de la que deberían, si la materia existente, fuese sólo la bariónica, la que observamos y que conforma las galaxias.  Esa “materia invisible” si finalmente se demuestra que existe, podría constituir muchas veces la masa total de las Galaxias visibles. Claro que, la expansión, también podría deberse a alguna clase de fuerza fundamental que aún no hemos sabido comprender.

Lo cierto es que, el concepto más favorecido sobre el origen del Universo es la teoría del Big Bang, de acuerdo con la cual el Universo se creó, como hemos dicho antes,  a partir de una densa y caliente concentración enorme de energía, lo que llamamos singularidad, de la que surgío una inmensa explosión en forma de bola de fuego que se expandió para crear el espacio, el tiempo y toda la materia que lo conforma. Y, al principio, se dice que sólo había una sola fuerza fundamental que, al enfriarse el Universo primitivo, se dividió en las cuatro que ahora conocemos. Todo ello, ocurrió, según los datos de que se disponen, hace ahora aproximadamente 13.700 millones de años^.

     Todo lo grande está hecho de cosas pequeñas

Como desde siempre, cuando fuímos conscientes de ser, comenzamos a querer desvelar los secretos del Universo, de la Naturaleza que nos mostraba nuestro mundo, de las interrogantes que ponía en nuestras mentes la presencia de estrellas en el firmamento y, entonces, comenzamos a plantear preguntas:

¿Cuántas partículas hay en el Universo?

¿De donde vino la sustancia del Universo?

¿Qué hay más allá del borde del Universo?

¿Por qué la Luna no se cae y se mantiene ahí, flotando en el espacio?

¿Que es la materia de la que todo está formado?

¿Quiénes somos nosotros y por qué vinimos aquí?

        ¡Sí, hemos avanzado! Ahora sabemos como se forman las estrellas y para qué lo hacen

En algún momento de su historia, la Humanidad no podía tener respuestas para estas preguntas y, con el paso del tiempo, se han podido contestar algunas. Sin embargo, otras muchas quedan planteadas y nadie ha sabido dar una respuesta convincente y autoconsistente que, pudiendo ser comprobada, nos muestre la realidad en la que estamos inmersos.  Recuerdo como Isaac Asimov nos decía:

“Podemos imaginar que hay unos 100.000.000.000 de Galaxias en el Universo.  Cada una de estas Galaxias tiene una media de masa igual a 100.000.000.000 la masa del Sol. Quiere decir que la cantidad total de materia en el Universo sería igual a 10¹¹x10¹¹ ó 10²² veces la masa del Sol. Dicho de otra manera, en el Universo hay materia suficiente para hacer 10.000.000.000.000.000.000.000 (diez mil trillones) de soles como el nuestro.

La masa del Sol es de 2×10²³ gramos.  Esto significa que la cantidad total de materia en el Universo tiene una masa de:  10²²x2x10³³ ó  2×10⁵⁵ gramos.  Lo que podemos reseñar

20.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.  Que es igual a veinte nonillones.

Miremos ahora al revés.  La masa del Universo está concentrada casi por entero en los nucleones que contiene.  Los nucleones son partículas diminutas y hacen falta 6×10²³ de ellas para formar una masa equivalente a un gramo. Pues bien, si 6×20²³ nucleones hacen 1gr. y si hay 2×10⁵⁵gr. En el Universo, entonces el número total de nucleones en el Universo podría ser de 6×10²³x2x10⁵⁵ ó 12×10⁷⁸, que de manera más convencional se escribiría 1,2×10⁷⁹.”

En cierta manera, nadie sabe con exactitud de donde surgió la sustancia del universo y las fuerzas fundamentales que lo rige, y, precisamente por eso, por desconocerlo, hacemos conjeturas y formulamos teorías que, como la del Big Babg, van encaminadas y tratan de dar una explicación, lo más coherente posible, con lo que observamos a nuestro alrededor.

Especular es una herramienta que utilizamos con generosidad. Hablamos de todas las cuestiones que podamos percibir, constatar o, simplemente intuir y, llegamos a conclusiones como: Suponemos la existencia de energías negativas que contrarrestan las positivas existentes, y, de esa manera, todo queda simétrico e igualado. Todo en el Universo es una estabilidad debida al equilibrio de dos fuerzas contrapuestas que se igualan y anulan. Las estrellas, en su actividad de fusión tienden a expandirse y, la gravedad que genera su propia masa, tiende a contraerlas, así, la expansión queda equilibrada por la contracción y, ese equilibrio, las hace vivir miles de millones de años.

Sabemos que, el Universo, en sus comienzos, produjo enormes cantidades de partículas de materia y de antimateria, y la cantidad de la una y de la otra no era iguales, no sabemos por qué razón, las partículas positivas eran más que las negativas. Es decir, la materia era superior a la antimateria. Como ambas se destruyen al interaccionar, finalmente, prevaleció la materia que conforma las estrellas y los mundos y todos los objetos presentes en las galaxias del Universo. Sin embargo, sospecho que la cosa no es tan sencilla y que, podríamos estar contemplando un universo equilibrado gracias a otro (que no vemos) formado de antimateria y que es, el que hace posible ese equilibrio.

Una vez destruidos todos los protones materia-antimateria, quedó el sobrante de partículas positivas que es la materia de nuestro Universo pero, es lógico pensar que, el suceso era igualado y quedó una parte igual de antimateria que no vemos pero que…¡en alguna parte andará! Incluso en alguna ocasión me ha dado que pensar sobre el hecho de que, esa antimateria que, al fin y al cabo es igual que la materia pero con carga negativa, también genera fuerza gravitatoria y…

No siempre podemos dar una explicación de las cosas que observamos. La mecánica cuántica, por ejemplo, difiere tanto de nuestro mundo cotidiano que parece ser de “otro mundo” y, los objetos que en ella se contemplan tienen un comportamiento extraño y que no se ajustan a lo que nos dice el sentido común.

               ¿Existen en nuestro Universo dimensiones ocultas?

Hemos llegado a imaginar y lo estamos buscando, ese otro universo de más dimensiones del que nos habla la teoría de cuerdas. La teoría es avanzada y tiene problemas que se encuentran dentro de los enunciados de sus propios conceptos. Para desarrollar su formulación es necesario aplicar al menos diez dimensiones y, en algunos casos, se ha llegado hasta un número de veintiséis: sólo vemos tres dimensiones de espacio y una de tiempo, el resto de dimensiones adicionales están enroscadas en el límite de Planck e invisibles para nosotros, ya que en el Big Bang, las dimensiones que podemos ver se expandieron, mientras que las otras permanecieron compactadas. Hay numerosas explicaciones que tratan de decirnos el motivo de que estas dimensiones permanecieran en su estado primitivo, pero ninguna parece muy convincente.

               ¿Sabremos alguna vez comprender la verdadera naturaleza del Universo?

Muchos tienen puestas sus esperanzas en ésta nueva manera de ver el Universo, y a pesar de tántos inconvenientes, cada día que pasa la teoría M tiene más amigos. Parece la única candidata seria a que algún día se convierta en la soñada “Teoría de Todo”. En ella encontramos todas las fuerzas, explica todas las partículas y la materia, allí subyace la relatividad y la mecánica cuántica… ¡también la luz!; todo está allí presente, perfectamente encajado en una perfecta simetría y sin que surjan infinitos sin sentido como ocurre con otras teorías. Es la esperanza de muchos, la llave que necesitamos para abrir la puerta hacia el futuro… Claro que, cuando se denomina “Teoría de Todo”, al menos a mí, me parece algo pretencioso.

Lo cierto es que, en el Universo en que vivimos, nada desaparece; con el paso del tiempo se cumplen los ciclos, todas las cosas evolucionan y se convierten en otras distintas, es un proceso irreversible. Nada se destruye, simplemente cambia y, de esa manera, la materia “inerte” llega a convertirse en materia evolucionada hasta el punto de adquirir “vida” y ser consciente. Todo comienza en lugares como el que abajo podeis contemplar. Ahí se forman y nacen las estrellas que, más tarde, durante la secuencia principal y también al final de sus vidas, crean materiales complejos y regresan a su origen de Nebulosas, mientras la mayor parte del material que la conforma, queda convertida (dependiendo de su masa) en una enana blanca, estrella de neutrones o agujero negro.

Las Nebulosas como estas donde el gas hidrógeno es el protagonista al hacer posible el nacimiento de nuesvas estrellas mediante la compleja unión del gas con nubes de polvo creando intensas zonas de radiación ultravioleta que ionizan toda la región circundante, todo ello, forma una amalgama con la rojiza emisión nebular escitada por la energética radiación de las estrellas nuevas que inciden en las oscuras nubes de polvo haciéndolas radiantes hasta formar una azulada nebulosa de reflexión.

En lo concerniente a cambios y transformaciones, el que más me ha llamado siempre la atención es el de las estrellas que se forman a partir de gas y polvo cósmico. Nubes enormes de gas y polvo se van juntando. Sus moléculas cada vez más apretadas se rozan, se ionizan y se calientan hasta que en el núcleo central de esa bola de gas caliente, la temperatura alcanza millones de grados. La enorme temperatura hace posible la fusión de los protones y, en ese instante, nace la estrella que brillará durante miles de millones de años y dará luz y calor. Su ciclo de vida estará supeditado a su masa. Si la estrella es supermasiva, varias masas solares, su vida será más corta, ya que consumirá el combustible nuclear de fusión (hidrógeno, helio, litio, oxígeno, etc) con más voracidad que una estrella mediana como nuestro Sol, de vida más duradera.

¿Cuántas veces habré imaginado estar contemplando, desde un lugar privilegiado, unas de estas formaciones y, ser testigo del surgir de una nueva estrella?  Ahí arriba, en la Imagen está la respuesta a muchas preguntas. De ahí surgen estrellas que hacen posible la existencia de elementos que, como el Carbono, el Nitrógeno y también el Oxígeno y el Hidrógeno (entre otros muchos) están presentes en los mundos que facilitan y hacen posible el surgir de la vida.

Nosotros, la especie humana, inmersos en toda esta grandeza de la que formamos parte, estamos atentos por si la Naturaleza nos habla, y podemos comprender lo que trata de decirnos. Creo que, simplemente nos tenemos que parar para llegar a comprender lo que trata de comunicarnos y, entre las muchas cosas que nos dice, estarán esos mensajes que nos indican el camino que debemos elegir para que, la Humanidad, tenga, al menos, alguna posibilidad de superar lo que se le viene encima. Para lograrlo, entre otras muchas cosas, tenemos mos que encontrar la manera (no de superar) sino de burlar a la velocidad de la luz, para escapar de algunos acontecimientos anunciados para nuestro futuro y, algún otro que, sin que esté a la vista, nos podría echar encima en cualquier momento.

lo cierto es que, la única respuesta que podemos dar hoy a tantas preguntas que no podemos contestar es que,  el Universo que nos acoge y las leyes naturales que lo rigen, donde estamos sometidos a unas fuerzas y unas constantes universales de las que la velocidad de la luz en el vacio es una muestra, nunca podrá ser modificado por nada de lo que nosotros podamos hacer y, en esas circunstancias, lo mejor será adaptarse a él y, si el caso llega y nuestra inteligencia lo consigue…escapar cuando algún momento fatal se acerque.

Si hemos sabido utilizar los fotones para conseguir esos rayos láser… ¿por qué no podríamos lograr otras maravillas que nos permitan ir más allá de lo que ahora podemos imaginar? Hasta hace muy pocos años la Gravitación y la Mecánica Cuántica eran dos campos de la Física Teórica que utilizaban metodologías muy distintas y que estaban prácticamente desconectados entre sí. Por una parte, la interacción gravitatoria está descrita por la Teoría de la Relatividad General de Einstein, que es una teoría clásica (es decir, no cuántica) en la que la Gravedad se representa como una propiedad geométrica del espacio y del tiempo. Por otro lado, la mecánica cuántica gobierna el mundo de las partículas atómicas y subatómicas. Su generalización relativista (la Teoría Cuántica de Campos) incorpora los principios de la Teoría Especial Relativista y, junto con el principio gauge, ha permitido construir con extraordinario éxito el llamado Modelo Estándar de la Física de las Partículas Elementales.

Todo eso nos ha proporcionado una serie de conocimientos que nos han traído hasta el siglo XXI en el que, nos encontramos un poco estancados y, el saberlo, nos hace conscientes de que necesitamos nuevos paradigmas, nuevas reglas y nuevas maneras de mirar hacia el futuro. Las viejas teorías han cumplido sobradamente sus cometidos y, están cansadas, piden a grito que vengan otras nuevas que las permitan descansar.

Serán las teorías de cuerdas, serán universos paralelos, teorías luz-luz de energía-masa, o, vaya usted a saber qué nuevas ideas se abrirán paso en el saber de la Humanidad pero, lo cierto es que, es hora de que surjan nuevos modelos, nuevas formas y nuevas ideas que nos lleven hacia el futuro que, de momento, está algo estacionado… a pesar de todo.

emilio silvera

  El “mundo” que nos rodea

                                  Escenario en el que pudo surgir la Vida en nuestro planeta

                        La vida primigenia que durante miles de años evolucionó hasta nosotros

                                                                              Los primeros Humanos

Habiendo sido un curioso de todo lo relacionado con la vida, siempre me llamó la atención los comienzos y la evolución que en la misma se produce en los distintos seres vivos que hemos llegado a “conocer”, y, me ha picado la curiosidad que, en nosotros, los humanos, cuando llegamos a una cierta edad, nuestra mente rememora más los hechos del pasado que aquellos que se podrían producir en el futuro, y, tal hecho cierto, nos habla de una especie de decadencia en la que, el ser humano (no siempre consciente), ve como se acerca su final y, de forma intuitiva, regresa a su pasado para repasar su vida, ya que, de alguna manera sabe que lo que le queda por vivir no será mucho y, el futuro, será el futuro de otros y no el suyo, de ahí su falta de interés por él. Se llega a ser consciente de que lo pasado es todo lo que tenemos y a eso, no podremos añadir mucho más. Nuestro Tiempo está de paso.

Nuestra estrategia para explicar la base neuronal de la conciencia consiste en centrarse en las propiedades más generales de la experiencia consciente, es decir, aquella que todos los estados conscientes comparte. De estas propiedades, una de las más importantes es la integración o unidad. La integración se rfiere a que el sujeto de la experiencia no puede en ningún momento dividir un estado consciente en una serie de componentes independientes. Es una propiedad que está relacionada con nuestra incapacidad para hacer conscientemente dos cosas al mismo tiempo, como, por ejemplo relacionar en un papel todas las familias de partículas que conocemos mientras que, al mismo tiempo,  se mantiene una discusión sobre los agujeros negros.

                                             No fue nada fácil llegar a este conocimiento

Aplicando la atención hemos llegado a saber que, el electrón tiene una masa en reposo (m_e) de 9, 109 3897 (54) x 10^-31 kg y una carga negativa de 1,602 177 33(49) x 10^-19 culombios. Esa realidad, aunque vinieran los sabios físicos de un planeta habitable situado en la estrella Resplandor de una Galaxia muy lejana, cuando hicieran los cálculos matemáticos y los experimentos necesarios, las cifras seguirían siendo las mismas, toda vez que, al tratarse de constantes fundamentales, ni la masa ni la carga pueden tener otra realidad distinta sea cual fuere el observador. Esto nos quiere decir que, hay realidades que nunca varían y, eso, nos puede traer alguna esperanza de que, alguna vez, podríamos conocer el Universo, tal como es.

               Esta sí es una realidad, sin ella, el mundo no sería tal como lo conocemos. Sin la presencia de la luz…¿qué universo sería el nuestro?

Sin embargo, no podemos negar nuestras limitaciones tanto de percepción como intelectuales para reconocer “el mundo” tal como es. Es “nuestro mundo” que, cuando sea visitado por “otros”, pudiera ser otro mundo distinto al que nosotros percibimos y, podrían “ver” cosas que nosotros no vemos.

Vivímos en nuestra propia realidad, la que forja nuestras mentes a través de los sentidos y la experiencia. Incluso entre nosotrosm mismos, los seres de la misma especie, no percibimos de la misma manera las mismas cosas. Sí, muchos podemos coincidir en la percepción de algo, sin embargo, otros muchos diferirán de nuestra percepción y tendrán la suya propia. Esa prueba se ha realizado y la diversidad estuvo presente. Y, si tenemos en cuenta que somos ya más de siete mil mentes…la diversidad está servida.

Mi enorme interés y afición por estos temas de la ciencia me llevó a crear una Asociación Cultural de Física y Astronomía, estando empeñado en celebrar reuniones periódicas en las que podamos hablar de todos estos temas. No se encuentra mucho apoyo oficial en este sentido. La divulgación de la ciencia está desdeñada y parece que no interesa que la gente sepa. Pero sigamos con el trabajo que aquí se presenta.

No, no será nada fácil despejar las incógnitas presentes en esta inmensa complejidad que llamamos Mente. Creo de manera firme que, finalmente, todo se traduce a Química y Luz. Energías de velocidades alucinantes que recorren el enmarañado entramado de neuronas y que hace posible todas y cada una de las maravillas que “real”mente se producen en nosotros y que no siempre sabemos traducir ni comprender.

        Einstein decía: “La mente que se abre a una idea, jamás volverá al tamaño original”

Es tan grande el poder de nuestra mente que nada hay tan distante que no podamos, virtualmente hablando, traer ante nosotros. Somos capaces ya de escrutar el espacio y vislumbrar los confines del universo en edades muy cercanas a su nacimiento y, merced a los microscopios, nos acercamos al universo atómico para explorar los componentes de la materia. Parece que nada podrá (con el tiempo) escapar a nuestro control, con lo que todo nuevo “mundo” se revelará a nuestro entendimiento.

Nunca estamos satisfechos de los logros alcanzados (menos mal) y siempre surgirán seres especiales (Copérnico, Kepler, Galileo, Hooke, Newton…) que nos guiarán por el camino iluminado de su genio para mostrarnos la auténtica sabiduría mediante un pensamiento evolutivo que siempre dará un paso adelante, superando así el pensamiento nuevo al anterior. Pero, eso sí, esos avances han sido posible gracias a que hombres y mujeres pensaron con la lógica pero…, nunca dejaron de lado la imaginación.

La prueba de ello la podemos encontrar en Newton y Einstein. ¿Quién puede dudar de la grandeza de Newton? La pregunta está contestada de antemano. Sin embargo, los ejemplos de la historia son muy elocuentes: Newton con su física, Leibniz con su metafísica, con sus principios filosóficos como el de la razón suficiente. Y la física ganó a la metafísica; Newton a Leibniz.

Durante mucho tiempo, espacio y tiempo se entendieron como entes absolutos, hasta que llegó Einstein con sus dos teorías de la relatividad, la especial y la general, y aunque los caminos que siguió para conseguirlos no fueron metafísicos, no podemos negar la intervención de un genio de inspiración superior que a veces, nos puede llevar a pensar que, en algún sentido, finalmente Leibniz había sido el más acertado, ya que las teorías einstenianas pueden ser clasificadas dentro de un orden del pensamiento superior.

Así, la evolución continuó su camino imparable y el espacio y el tiempo absolutos de Newton, resultaron ser menos absolutos de lo que se pensaba; eran relativos y, además, eran una misma cosa, que a partir de ahí pasó a llamarse espacio-tiempo unidos y no separados. Así fue deducido por Minkouski al leer la teoría de Einstein.

Quiero mencionar en este punto a dos grandes newtonianos: Lagrange y Laplace. La obra de Newton, como todas las grandes obras, fue discutida y sometida a estudios rigurosos, analizada y removida. La ciencia del genio, claro, permaneció al margen de todas las críticas para dejar de ser discutida y pasar a ser desarrollada. Así ha resultado ser la Historia.

Recordemos en este sentido la cumbre de la física y de las matemáticas del siglo XVIII que es la Méchanique analytique (Chez la Veuve Desaint, París 1788), de Joseph-Louis Lagrange (1736 – 1813), un íntimo amigo de d’Alembert, en la que la mecánica de Newton alcanzó un nuevo nivel de pureza al reducir el sistema a un conjunto de fórmulas generales de las que se podían deducir todas las expresiones necesarias para resolver un problema. O los cinco tomos del Traité de mécanique céleste (Crapelet para J. B. M. Duprat, París 1799 – 1827) de Pierre-Simón Laplace (1749 – 1827), en los que se erradican numerosas anomalías de las explicaciones originales de Newton sobre los movimientos de los cuerpos celestes.

El testo de Laplace, al igual que el de Lagrange, era de difícil lectura para legos en las ciencias matemáticas, y tal complejidad dio lugar a versiones posteriores más sencillas para el entendimiento general, que finalmente hizo posible divulgar los enormes conocimientos alcanzados a partir de Newton, gracias a estos dos genios.

Sí, se vislumbra, a lo lejos, una esplendorosa luz que, sin embargo, tiene en todo su centro un signo de interrogación que viene a significar lo que no sabemos. Es mucho lo que nos queda por descubrir y, hombres que,  como Newton, Lagrange y Laplace y después Planck, Maxwell y Einstein nos han dejado un camino que seguir, sin embargo, no estamos situados aún en esa zona luminosa del saber sino que…

Un respiro en el camino:

• El ignorante, teme o adora lo que no comprende.
• Los ingratos acaban por disuadir a los virtuosos de poner en prácticas sus bondades.
• Amigo leal y franco, mirlo blanco.

Esto me recuerda aquella aseveración atribuida indistintamente a Séneca y Aristóteles:

En el momento de la verdad… ¡Se quitan la careta!

“¡Oh, amigos míos, no hay ningún amigo!”

 

Hay otra que nos da a entender que los amigos egoístas y poco dispuestos a prestarnos su ayuda, en momentos necesarios son inútiles y no importa, pues, prescindir de ellos:

“Amigo que no presta y cuchillo que no corta,

que se pierdan poco importa.”

¡Esto de los amigos! Hay otra que dice:

“Si un amigo se comporta como la sombra que,

cuando luce el Sol nos abandona, no era un amigo.”

 

 

Pero volvamos al trabajo y continuemos repasando cosas interesantes y viajemos hasta el siglo XIX, que fue vital para la ciencia. Aunque la ciencia ya había mostrado para entonces su capacidad única para estudiar qué sucede en la naturaleza y qué principio (o leyes) la gobiernan, y contaba por entonces con una larga lista de teorías, datos y héroes científicos, no se había convertido todavía en una gran empresa, en la “profesión” que terminaría siendo.

La “profesionalización” e “institución” de la ciencia, entendiendo por tal que la práctica de la investigación científica se convirtiese en una profesión cada vez más abierta a personas sin medios económicos propios, que se ganaban la vida a través de la ciencia y que llegasen a atraer la atención de gobiernos e industrias, tuvo su explosión a lo largo de 1800, y muy especialmente gracias al desarrollo de dos disciplinas, la química orgánica y el electromagnetismo. Estas disciplinas, junto a las matemáticas, la biología y las ciencias naturales (sin las cuales sería una necedad pretender que se entiende la naturaleza, pero con menos repercusiones socio-económicas), experimentaron un gran desarrollo entonces, tanto en nuevas ideas como en el número de científicos importantes: Faraday, Maxwell, Lyell, Darwin y Pasteur, son un ejemplo. Sin olvidar a otros como Mendel, Helmholtz, Koch, Virchow, Lister o Kelvin, o la matemática de Cauchy, de Gauss, Galois, Fourier, Lobachevski, Riemann, Klein, Cantor, Russell, Hilbert o Poincaré. Pero vamos a pararnos un momento en Faraday y Maxwell.

Para la electricidad, magnetismo y óptica, fenómenos conocidos desde la antigüedad, no hubo mejor época que el siglo XIX. El núcleo principal de los avances que se produjeron en esa rama de la física (de los que tanto se benefició la sociedad –comunicaciones telegráficas, iluminación, tranvías y metros, etc.–) se encuentra en que, frente a lo que se suponía con anterioridad, se descubrió que la electricidad y el magnetismo no eran fenómenos separados.

El punto de partida para llegar a este resultado crucial fue el descubrimiento realizado en 1.820 por el danés Hans Christian Oersted (1777 – 1851) de que la electricidad produce efectos magnéticos: observó que una corriente eléctrica desvía una aguja imanada. La noticia del hallazgo del profesor danés se difundió rápidamente, y en París André-Marie Ampère (1775 – 1836) demostró experimentalmente que dos hilos paralelos por los que circulan corrientes eléctricas de igual sentido, se atraen, repeliéndose en el caso de que los sentidos sean opuestos.

Poco después, Ampère avanzaba la expresión matemática que representaba aquellas fuerzas. Su propósito era dar una teoría de la electricidad sin más que introducir esa fuerza (para él “a distancia”).

Pero el mundo de la electricidad y el magnetismo resultó ser demasiado complejo como para que se pudiera simplificar en un gráfico sencillo, como se encargó de demostrar uno de los grandes nombres de la historia de la ciencia: Michael Faraday (1791 – 1867), un aprendiz de encuadernador que ascendió de ayudante de Humphry Davy (1778 – 1829) en la Royal Intitution londinense.

En 1821, poco después de saber de los trabajos de Oersted, Faraday, que también dejó su impronta en la química, demostró que un hilo por el que pasaba una corriente eléctrica podía girar de manera continua alrededor de un imán, con lo que vio que era posible obtener efectos mecánicos (movimiento) de una corriente que interacciona con un imán. Sin pretenderlo, había sentado el principio del motor eléctrico, cuyo primer prototipo sería construido en 1.831 por el físico estadounidense Joseph Henry (1797 – 1878).

Los campos magnéticos están presentes por todo el Universo. Hasta un diminuto (no por ello menos importante) electrón, crea, con su oscilación, su propio campo magnético, y,  aunque pequeño,  se le supone un tamaño no nulo con un radio r_o, llamado el radio clásico del electrón, dado por r₀ = e²/(mc²) = 2,82 x 10^-13 cm, donde e y m son la carga y la masa, respectivamente del electrón y c es la velocidad de la luz.

Lo que le interesaba a Faraday no eran necesariamente las aplicaciones prácticas, sino principalmente los principios que gobiernan el comportamiento de la naturaleza, y en particular las relaciones mutuas entre fuerzas, de entrada, diferentes. En este sentido, dio otro paso importante al descubrir, en 1.831, la inducción electromagnética, un fenómeno que liga en general los movimientos mecánicos y el magnetismo con la producción de corriente eléctrica.

Este fenómeno, que llevaría a la dinamo, representaba el efecto recíproco al descubierto por Oersted; ahora el magnetismo producía electricidad , lo que reforzó la idea de que un lugar de hablar de electricidad y magnetismo como entes separados, sería más preciso referirse al electromagnetismo.

                Michael Faraday

La intuición natural y la habilidad experimental de Faraday hicieron avanzar enormemente el estudio de todos los fenómenos electromagnéticos. De él es, precisamente, el concepto de campo que tanto juego ha dado a la física.

Sin embargo, para desarrollar una teoría consistente del electromagnetismo se necesitaba un científico distinto: Faraday era hábil experimentador con enorme intuición, pero no sabía expresar matemáticamente lo que descubría, y se limitaba a contarlo. No hubo que esperar mucho, ni salir de Gran Bretaña para que un científico adecuado, un escocés de nombre James Clerk Maxwell (1831 – 1879), hiciera acto de presencia.

      Maxwell el matemático

Maxwell desarrolló las matemáticas para expresar una teoría del magnetismo-electricidad (o al revés) que sentó las bases físicas de aquel fenómeno y contestaba a todas las preguntas de los dos aspectos de aquella misma cosa, el electromagnetismo. En sus ecuaciones vectoriales estaban todos los experimentos de Faraday, que le escribió una carta pidiéndole que le explicara, con palabras sencillas, aquellos números y letras que no podía entender.

Pero además, Maxwell también contribuyó a la física estadística y fue el primer director del Laboratorio Cavendish, unido de manera indisoluble a la física de los siglos XIX y XX (y también al de biología molecular) con sede en Cambridge.

Su conjunto de ecuaciones de, o en, derivadas parciales rigen el comportamiento de un medio (el campo electromagnético) que él supuso “transportaba” las fuerzas eléctricas y magnéticas; ecuaciones que hoy se denominan “de Maxwell”. Con su teoría de campo electromagnético, o electrodinámica, Maxwell logró, además, unir electricidad, magnetismo y óptica. Las dos primeras, como manifestaciones de un mismo substrato físico, electromagnético, que se comporta como una onda, y la luz, que es ella misma, una onda electromagnética, lo que, en su tiempo, resultó sorprendente.

Más de ciento treinta años después, todavía se podía o se puede apreciar la excitación que sintió Maxwell cuando escribió en el artículo Sobre las líneas físicas de la fuerza, 1.861 – 62, en el que presentó esta idea: “Difícilmente podemos evitar la inferencia de que la luz consiste de ondulaciones transversales del mismo medio que es la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos.”

Todo aquello fue posible gracias a las bases sentadas por otros y a los trabajos de Faraday como experimentador infatigable, que publicaba sus resultados en artículos y los divulgaba en conferencias en la sede de la Royal Institution londinense. Todos estos artículos y conferencias fueron finalmente publicados en el libro que llamaron Philosophical transactions de la Royal Society, y Experimental researches in chemistry and physics (Richard Taylor y William Francis, Londres, 1.859; dos grandes científicos unidos por la historia de la ciencia que nos abrieron puertas cerradas que nos dejaron entrar al futuro).

El que tiene un amigo,

Tiene un Tesoro

El que tiene un Tesoro,

Tiene muchos “amigos”.

No quiero seguir por este camino de personajes y sus obras ya que están enmarcados y recogidos en mi anterior libreta (primera parte de personajes), así que desviaré mis pensamientos hacia otras diversas cuestiones de mi interés, y espero que también del vuestro. Antes dejaba la reseña de algún refrán o pensamiento sobre la amistad, y en realidad también podemos ver la cara amable de esta forma de sentimiento-aprecio-amor que llamamos amistad.

Nosotros, los seres humanos, nunca vemos a nuestros semejantes como objetos o cuerpos neutros, sino que los miramos como personas con una riqueza interior que refleja su estado de ánimo o forma de ser, y de cada uno de ellos nos llegan vibraciones que, sin poderlo evitar, nos transmiten atracción o rechazo (nos caen bien o nos caen mal).

¿Cuánto nos dice una simple mirada? Cada uno de nosotros lleva dentro un ser “superior” ¿Sabrás sacar el tuyo al exterior, y, que los demás lo vean? El ser humano es esencialmente un animal social y, partiendo de ese principio, no es bueno que esté sólo. El pintor necesita exhibir sus cuadros, el novelista que lo lo lean, el filósofo exponer sus ideas para que sean debatidas, el Astrónomo nos cuenta cosas del Universo y, entre todos, conformamos el mundo de las ideas.

Son muchos y diversos los signos sensoriales que, en silencio, nos llegan de los demás y son recogidos por nuestros sensores en una enorme gama de mensajes sensitivos que llamamos indistintamente simpatía, pasión, antipatía, odio, etc.

Las dos partes juntas… ¡Forman el Todo! Por separado, con la soledad por compañía… ¡Se niega la esencia del mundo! Nadie debe estar sólo, la compañía de tu media mitad, te hace la vida más llevadera… ¡A pesar de las inevitables discrepancias!

Está claro que cuando el sentimiento percibido es positivo, la satisfacción se produce por el mero hecho de estar junto a la persona que nos lo transmite, que con su sola presencia, nos está ofreciendo un regalo, y si apuramos mucho, a veces lo podríamos llamar incluso “alimento del alma”. Estar junto a quien nos agrada es siempre muy reconfortante, y según el grado de afinidad, amistad o amor, el sentimiento alcanzará un nivel de distinto valor.

Caigo en la cuenta de que, además de la materia,  el espacio-tiempo, y las fuerzas de la Naturaleza, aquí existe algo más que, está dentro de nuestras mentes y que, de momento, no podemos comprender. Sin embargo, si podemos sentir los sentimientos o la satisfacción que nos produce el el querer y poder amar,  aprender y descubrir.

¡La Humanidad! ¿Quién la entiende?

emilio silvera