Parece, seg\u00fan todas las trazas, que el universo, nuestro universo, alberga la vida inteligente porque las constantes de la naturaleza son las que aqu\u00ed est\u00e1n presentes, cualquier ligera variaci\u00f3n en alguna de estas constantes habr\u00eda impedido que surgiera la vida en el planeta que habitamos. El universo con las constantes ligeramente diferentes habr\u00eda nacido muerto, no se hubieran formado las estrellas ni se habr\u00edan unido los quarks<\/a> para construir nucleones<\/a> (protones<\/a> y neutrones<\/a>) que formaran los n\u00facleos que al ser rodeados por los electrones<\/a> construyeron los \u00e1tomos que se juntaron para formar las mol\u00e9culas y c\u00e9lulas que unidas dieron lugar a la materia.\u00a0 Esos universos con las constantes de la naturaleza distintas a las nuestras, estar\u00edan privados del potencial y de los elementos necesarios para desarrollar y sostener el tipo de complejidad organizada que nosotros llamamos vida.<\/p>\n Nadie ha sabido responder a la pregunta de si las constantes de la naturaleza son realmente constantes o llegar\u00e1 un momento en que comience su transformaci\u00f3n. Hay que tener en cuenta que para nosotros, la escala del tiempo que podr\u00edamos considerar muy grande, en la escala de tiempo del universo podr\u00eda ser \u00ednfima. El universo, por lo que sabemos, tiene 13.500 millones de a\u00f1os. Antes que nosotros, el reinado sobre el planeta correspond\u00eda a los dinosaurios, amos y se\u00f1ores durante 150 millones de a\u00f1os, hace ahora de ello 65 millones de a\u00f1os.\u00a0 Mucho despu\u00e9s, hace apenas 2 millones de a\u00f1os, aparecieron nuestros antepasados directos que, despu\u00e9s de una serie de cambios evolutivos desemboc\u00f3 en lo que somos hoy.<\/p>\n <\/p>\n Todo ello pudo suceder como consecuencia de que, 200 millones de a\u00f1os despu\u00e9s del Big Bang<\/a> se formaron las primeras estrellas que, a su vez, dieron lugar a las primeras galaxias.<\/p>\n El material primario del universo fue el hidr\u00f3geno, el m\u00e1s sencillo y simple de los elementos que componen la tabla peri\u00f3dica. Hoy d\u00eda, 13.500 millones de a\u00f1os despu\u00e9s, contin\u00faa siendo el material m\u00e1s abundante del universo junto al helio.<\/p>\n Para hacer posible el resurgir de la vida, hac\u00edan falta materiales mucho m\u00e1s complejos que el hidr\u00f3geno; \u00e9ste era demasiado simple y hab\u00eda que fabricar otros materiales que, como el carbono, el hidr\u00f3geno pesado, el nitr\u00f3geno, ox\u00edgeno, etc, hicieran posible las combinaciones necesarias de materiales diferentes y complejos que, al ser bombardeados por radiaci\u00f3n ultravioleta y rayos gamma<\/a>s provenientes del espacio, diera lugar a la primera c\u00e9lula org\u00e1nica que ser\u00eda la semilla de la vida.<\/p>\n \u00bfQui\u00e9n, entonces, fabric\u00f3 esos materiales complejos si en el universo no hab\u00eda nadie?<\/p>\n Buena pregunta. Para contestar tengo que exponer aqu\u00ed algunas caracter\u00edsticas de lo que es una estrella, de c\u00f3mo se puede formar, como puede ser, y cu\u00e1l ser\u00e1 su destino final. Veamos:<\/p>\n Lo que conocemos como estrella es una bola de gas luminosa que, durante una etapa de su vida, produce energ\u00eda por la fusi\u00f3n nuclear del hidr\u00f3geno en helio. El t\u00e9rmino estrella, por tanto, no s\u00f3lo incluye estrellas como el Sol, que est\u00e1n en la actualidad quemando hidr\u00f3geno, sino tambi\u00e9n protoestrella<\/a>s, a\u00fan en formaci\u00f3n y no lo suficientemente calientes como para que dicha combusti\u00f3n nuclear haya comenzado, y tambi\u00e9n varios tipos de objetos m\u00e1s evolucionados como estrellas gigantes y supergigantes, que est\u00e1n quemando otros combustibles nucleares, o las enanas blancas y las estrellas nucleares, que est\u00e1n formadas por combustible nuclear gastado.<\/p>\n Las estrellas se forman a partir de enormes nubes de gas y polvo que a veces tienen hasta a\u00f1os-luz de di\u00e1metro.\u00a0 Las mol\u00e9culas de polvo, unidas a las de los gases, se rozan y se ionizan, se calientan y la\u00a0 nube comienza a girar lentamente. El enorme conglomerado, poco a poco se va juntando y la temperatura aumenta. Tal enormidad de materia crea una fuerza gravitatoria que hace contraerse la nube sobre s\u00ed misma; su di\u00e1metro y su temperatura en el n\u00facleo es tal que se produce la fusi\u00f3n de los protones<\/a> de hidr\u00f3geno que se transforman en un material m\u00e1s complejo, el helio, y ese es el momento en que nace la estrella que, a partir de ah\u00ed, puede estar miles de millones de a\u00f1os brillando y produciendo energ\u00eda termonuclear.<\/p>\n La masa m\u00e1xima de las estrellas puede rondar las 120 masas solares, es decir, ser 120 veces mayor que nuestro Sol, y por encima de este l\u00edmite ser\u00eda destruida por la enorme potencia de su propia radiaci\u00f3n. La masa m\u00ednima para poder ser una estrella se fija en 0\u201908 masas solares; por debajo de ella, los objetos no ser\u00edan lo suficientemente calientes en sus n\u00facleos como para que comience la combusti\u00f3n del hidr\u00f3geno y se convertir\u00edan en enanas marrones. Las luminosidades de las estrellas var\u00edan desde alrededor de medio mill\u00f3n de veces la luminosidad del Sol para las m\u00e1s calientes hasta menos de la mil\u00e9sima de la del Sol para las enanas m\u00e1s d\u00e9biles. Aunque las estrellas m\u00e1s prominentes visibles a simple vista son m\u00e1s luminosas que el Sol, la mayor\u00eda de las estrellas son en realidad m\u00e1s d\u00e9biles que \u00e9ste y, por tanto, imperceptibles a simple vista.<\/p>\n Como he dicho antes, el brillo de las estrellas (la luz y el calor) es el resultado de la conversi\u00f3n de masa en energ\u00eda (E = mc2<\/sup>), por medio de reacciones nucleares, las enormes temperaturas de millones de grados de su n\u00facleo, hace posible que los protones<\/a> de los \u00e1tomos del hidr\u00f3geno se fusionen y se conviertan en \u00e1tomos de helio. Por cada kilogramo de hidr\u00f3geno quemado de esta manera, se convierten en energ\u00eda aproximadamente siete gramos de masa. De acuerdo con la famosa ecuaci\u00f3n de Einstein<\/a> (arriba rese\u00f1ada), los siete gramos equivalen a una energ\u00eda de 6\u20193 \u00d7 <\/strong>1014<\/sup> julios. Las reacciones nucleares no s\u00f3lo aportan la luz y el calor de las estrellas, sino que tambi\u00e9n producen elementos pesados, m\u00e1s complejos que el hidr\u00f3geno y el helio que, posteriormente, son\u00a0 distribuidos por el universo, cuando al final de la estrella, esta explota en supernova, lanzando sus capas exteriores al espacio que de esta forma, deja \u201csembrado\u201d de estos materiales el \u201cvacio\u201d estelar.<\/p>\n Las estrellas pueden clasificarse de muchas maneras. Una manera es mediante su etapa evolutiva: en presecuencia principal, secuencia principal*<\/a>,\u00a0 gigante, supergigante, enana blanca<\/a>, estrella de neutrones<\/a> y agujeros negros<\/a>.\u00a0 Estas \u00faltimas son la consecuencia del final de sus vidas como tales estrellas, convirti\u00e9ndose en objetos estelares de una u otra clase en funci\u00f3n de sus masas originales. Estrellas como nuestro Sol, al agotar el combustible nuclear se transforman en gigantes rojas, explotan en novas<\/a> y finalmente quedan como enanas blancas. Si la masa es mayor ser\u00e1n estrellas de neutrones<\/a>, y si a\u00fan son mayores, su final est\u00e1 en agujeros negros<\/a>.<\/p>\n Otra clasificaci\u00f3n es a partir de sus espectros, que indican su temperatura superficial. Otra manera es en poblaciones I, II y III, que engloban estrellas con abundancias progresivamente menores de elementos pesados, indicando paulatinamente una mayor edad. Tambi\u00e9n evoluci\u00f3n estelar y magnitudes aparentes y absolutas y el tipo espectral con la distancia en a. L., es otra de las clasificaciones.<\/p>\n Despu\u00e9s de estas clasificaciones gen\u00e9ricas tenemos otras mas particulares y definidas referidas a estrellas binarias, estrellas capullo, con baja velocidad, con envoltura, con exceso de ultravioleta, de alta velocidad, de baja luminosidad, de baja \u00a0masa, de bario, de bariones<\/a>, de campo, de carbono, de circonio, de estroncio, de helio, estrella de la poblaci\u00f3n I extrema, de la poblaci\u00f3n intermedia, de la rama gigante asint\u00f3tica, estrella de litio, de manganeso, de manganeso-mercurio y, viceversa, estrella de metales pesados, de neutrones<\/a>*<\/a>*, estrellas de quarks<\/a> (hipot\u00e9tica con densidad intermedia entre la estrella de neutrones<\/a> y el agujero negro<\/a>), estrella de referencia, de silicio, de tecnecio, de tiempo intermedio, de tipo tard\u00edo, de tipo temprano, estrella del polo, estrella doble, estrella enana, est\u00e1ndar, evolucionada, etc.<\/p>\n La variedad de estrellas es grande y para los estudiosos fascinantes.\u00a0 Tal diversidad es debida a la evoluci\u00f3n que desde su formaci\u00f3n tiene cada tipo de estrella en funci\u00f3n de su masa y de los gases y polvo c\u00f3smico que la forman y los que se crean en su n\u00facleo (horno solar) a miles de millones de grados de temperatura capaces de transformar materiales simples como el hidr\u00f3geno hacia una gama m\u00e1s compleja y pesada que, finalmente, mediante la explosi\u00f3n de supernova (m\u00e1s temperatura), arroja al espacio materiales que, a su vez, forman nuevas estrellas de 2\u00aa y 3\u00aa generaci\u00f3n con materiales complejos.\u00a0 La vida en nuestro planeta pudo surgir gracias a que en la Tierra hab\u00eda abundancia de estos materiales creados en las estrellas. Podemos decir, sin temor a equivocarnos que nosotros mismos estamos hechos del \u00a0material creado en las estrellas lejanas que posiblemente, hace miles de millones de a\u00f1os explot\u00f3 en supernova a millones de a\u00f1os luz de nuestro Sistema Solar.<\/p>\n Pero retomando el tema central de este cap\u00edtulo, las constantes fundamentales de la naturaleza, \u00a0tenemos que decir que, precisamente, estas constantes son las que tienen el \u00a0m\u00e9rito de que las estrellas brillen en las galaxias y de que nosotros estemos aqu\u00ed para mirar a los cielos y contemplar su belleza.<\/p>\n Al principio mencion\u00e9 a George J. Stoney, el f\u00edsico irland\u00e9s y pensador exc\u00e9ntrico y original al que, en realidad, debemos la forma de deducir si otros planetas del sistema solar pose\u00edan o no una atm\u00f3sfera gaseosa, como la Tierra, calculando si su gravedad superficial era suficientemente intensa para mantener esa atm\u00f3sfera.<\/p>\n Pero su pasi\u00f3n real estaba reservada a su idea m\u00e1s preciada: el \u201celectr\u00f3n\u201d. Stoney hab\u00eda deducido que deb\u00eda existir un componente b\u00e1sico de carga el\u00e9ctrica. Estudiando los experimentos de Michael Faraday sobre electrolisis, Stoney hab\u00eda predicho incluso cu\u00e1l deb\u00eda ser su valor, una predicci\u00f3n posteriormente confirmada por J. J. Thomson, descubridor del electr\u00f3n<\/a> en Cambridge en 1.897, d\u00e1ndole la raz\u00f3n a Stoney que finalmente, a esta unidad b\u00e1sica de la electricidad, le dio el nombre de electr\u00f3n<\/em> con el s\u00edmbolo e<\/em> en 1.891 (antes de su descubrimiento).<\/p>\n Stoney, primo lejano y m\u00e1s viejo del famoso matem\u00e1tico, cient\u00edfico de computaci\u00f3n y cript\u00f3grafo Alan Turing, tambi\u00e9n era t\u00edo de George Fitzgerald, despu\u00e9s famoso por proponer la \u201ccontracci\u00f3n Fitzgerald-Lorentz\u201d, un fen\u00f3meno que fue entendido finalmente en el contexto de la teor\u00eda de la relatividad<\/a> especial de Einstein<\/a>.<\/p>\n Stoney, podemos decir con seguridad, fue el primero que se\u00f1al\u00f3 el camino para encontrar lo que m\u00e1s tarde conocer\u00edamos como constantes fundamentales, esos par\u00e1metros de la f\u00edsica que son invariantes, aunque su entorno se transforme. Ellas, las constantes, contin\u00faan inalterables como sucede, por ejemplo, con la velocidad de la luz c<\/em>, que sea medida en la manera que sea, est\u00e9 en reposo o est\u00e9 en movimiento quien la mide o la fuente de donde parte, su velocidad ser\u00e1 siempre la misma, 299.792.458 m\/s. Algo an\u00e1logo ocurre con la gravedad, G<\/em>, que en todas partes mide el mismo par\u00e1metro\u00a0 o valor: G = 6\u201967259 \u00d7 <\/strong>10-11 m3 <\/sup>s-2 <\/sup>Kg-1<\/sup>. Es la fuerza de atracci\u00f3n que act\u00faa entre todos los cuerpos y cuya intensidad depende de la masa de los cuerpos y de la distancia entre ellos; la fuerza gravitacional<\/a> disminuye con el cuadrado de la distancia de acuerdo a la ley de la inversa del cuadrado.<\/p>\n Profesor de filosof\u00eda natural (as\u00ed llamaban antes a la F\u00edsica) en el Queen\u2019s College Galway en 1.860, tras su retiro se traslad\u00f3 a Hornsey, al norte de Londres, y continu\u00f3 publicando un flujo de art\u00edculos en la revista cient\u00edfica de la Royal Dubl\u00edn Society, siendo dif\u00edcil encontrar alguna cuesti\u00f3n sobre la que no haya un art\u00edculo firmado por \u00e9l.<\/p>\n Stoney recibi\u00f3 el encargo de hacer una exposici\u00f3n cient\u00edfica del tema que \u00e9l mismo eligiera para el programa de la reuni\u00f3n de Belfast de la Asociaci\u00f3n Brit\u00e1nica. Pensando en qu\u00e9 tema elegir, se dio cuenta de que exist\u00edan medidas y patrones e incluso explicaciones diferentes para unidades que median cosas o distancias o alg\u00fan fen\u00f3meno: se preguntaba la manera de c\u00f3mo definirlos mejor y como interrelacionarlos. Vio una oportunidad para tratar de simplificar esta vasta confusi\u00f3n de patrones humanos de medida de una manera tal que diese m\u00e1s peso a su hip\u00f3tesis del electr\u00f3n<\/a>.<\/p>\n En tal situaci\u00f3n, Stoney centr\u00f3 su trabajo en unidades naturales que transcienden los patrones humanos, as\u00ed que trabaj\u00f3 en la unidad de carga electr\u00f3nica (seg\u00fan su concepto), inspirado en los trabajos de Faraday como hemos comentado antes. Tambi\u00e9n, como unidades naturales escogi\u00f3 G<\/em> y c<\/em> que responde, como se ha explicado, a la gravedad universal y la velocidad de la luz en el vac\u00edo.<\/p>\n En su charla de la Reuni\u00f3n de Belfast, Stoney se refiri\u00f3 al electr\u00f3n<\/a> como el \u201celectrino\u201d y dio el primer c\u00e1lculo de su valor esperado. Demostr\u00f3 que el tr\u00edo m\u00e1gico de G<\/em>, c<\/em> y e<\/em> pod\u00eda combinarse de una manera, y s\u00f3lo de una, de modo que a partir de ellas se creaban una unidad de masa, una unidad de longitud y una unidad de tiempo. Para la velocidad de la luz utiliz\u00f3 un promedio de las medidas existentes, c = 3 \u00d7<\/strong> 108<\/sup> metros por segundo; para la constante de gravitaci\u00f3n de Newton<\/a> utiliz\u00f3 el valor obtenido por John Herschel, G = 6\u201967259 \u00d7 <\/strong>10-11 m3 <\/sup>s-2 <\/sup>Kg-1<\/sup>, y para la unidad de carga del \u201celectrino\u201d utiliz\u00f3 e = 10-20<\/sup> amperios. Estas fueron las inusuales nuevas unidades que \u00e9l encontr\u00f3, en t\u00e9rminos de las constantes e<\/em>, c<\/em> y G<\/em>, y en t\u00e9rminos de gramo, metros y segundos:<\/p>\n Estas son cantidades extraordinarias. Aunque una masa de 10-7<\/sup> gramos no es demasiado espectacular \u2013 es similar a la de una mota de polvo \u2013 las unidades de longitud y tiempo de Stoney eran muy diferentes de cualquiera que hubieran encontrado antes los cient\u00edficos.\u00a0 Eran fant\u00e1sticamente peque\u00f1as, rozando lo inconcebible. No hab\u00eda (y sigue sin haber) ninguna posibilidad de medir directamente tales longitudes y tiempos. En cierto modo, esto es lo que se podr\u00eda haber esperado. Estas unidades no est\u00e1n construidas deliberadamente a partir de dimensiones humanas, por conveniencia humana o para utilidad humana.\u00a0 Est\u00e1n definidas por la propia f\u00e1brica de la realidad f\u00edsica que determina la naturaleza de la luz, la electricidad y la gravedad.\u00a0 No se preocupan de nosotros. Stoney triunf\u00f3 de un modo brillante en su b\u00fasqueda de un sistema de unidades sobrehumanas.<\/p>\n \u201cLa ciencia no puede resolver el misterio final de la Naturaleza.\u00a0 Y esto se debe a que, en el \u00faltimo an\u00e1lisis, nosotros somos parte del misterio que estamos tratando de resolver\u201d.<\/p>\n Max Planck<\/p>\n<\/blockquote>\n <\/strong>emilio silvera<\/em><\/p>\n\n
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