La gran pregunta de por qué hay más materia que antimateria (la asimetría bariónica) se explica, según la física actual, por una violación de la simetría CPT durante los primeros instantes del universo, donde procesos raros permitieron que por cada mil millones de pares materia-antimateria que se aniquilaban, sobrara una partícula de materia, algo que se relaciona con la violación de la simetría CPT observada en partículas como los bariones y que todavía no se comprende del todo, y que se busca entender con experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
Hallazgo en la asimetría del universo
En nuestro Universo existen cosas extrañas que, seguramente, cuando sepamos más, sabremos su explicación: ¿Por qué no existen anti-bariones primordiales en el Universo mientras que hay un barión por cada mil millones de fotones?, dicho de otra manera, el origen de la materia. Claro que, para explicar este hecho necesitamos comprender como se comportaba nuestro Universo a temperaturas tan altas como un billón de grados.
No existen anti-bariones primordiales significativos porque, aunque el Big Bang creó materia y anti-materia en cantidades casi iguales, una minúscula asimetría (aproximadamente una partículas de materia por cada mil millones de pares materia-antimateria) permitió que la materia sobreviviera después de la aniquilación mutua, resultando un universo dominado por la materia que observamos, es decir, la bariónica que emite radiación. El misterio ha sido explicado por una violación de la simetría CPT, según experimentos realizados en el LHC.
Las interacciones entre partículas elementales (interacciones electromagnéticas, débiles y fuertes) están clasificadas por su entidad (constantes de acoplamiento) y por las partículas “transportadoras” de las mismas (partículas de spin=1 0 bosones de gauge) . Todas ellas están bellamente descritas por lo que se conoce habitualmente como Modelo Estándar de las interacciones electrodébiles y fuerte. Estamos deliberadamente dejando al margen las interacciones gravitatorias que, al menos a nivel clásico, están perfectamente descritas por la Teoría de la Gravitación o Relatividad General formulada por A. Einstein en 1915 y 1916.
El Modelo Estándar nos dice que las partículas elementales, cuya interacción se detecta en particular en los grandes aceleradores como el Large Hadrón Collider (LHC) que está funcionando el el CERN (Ginebra-Suiza), no son los átomos, ni los núcleos atómicos, ni siquiera los protones y neutrones de los que están constituidos, sino los Quarks, de los que están compuestos neutrones y protones, los leptones cargados eléctricamente (partículas ligeras como los electrones que están en la corteza de los átomos o muones que aparecen en ciertas desintegraciones), los leptones neutros o neutrinos (partículas enigmáticas con una masa pequeñísima comparada con el resto del espectro) y partículas transportadoras de las interacciones como fotones (cuanto de luz) transportadores de las interacciones electromagnéticas, los bosones W+, W- y Z0 que transportan las interacciones electrodébiles y los Gluones que transportan la interacción fuerte.
Los Gluones mantienen a los Quarks confinados dentro de los nucleones (Protones y Neutrones)
Partiendo de los Quarks, se conforma el núcleo hecho de protones y neutrones. Los Quarks, confinados dentro de estos nucleones, quedan sujetos por la fuerza fuerte a través de las partículas mediadoras, los Gluones. Para formar el átomo, se necesitan electrones que, rodean el núcleo en número igual al de protones que contiene, y, como el protón está cargado eléctricamente con fuerza positiva, ésta se equilibra mediante la negativa de la misma potencia que aportan los electrones. De esta manera, el átomo queda debidamente estabilizado para poder unirse a otros para formar células que, a su vez se unen para formar moléculas que, a su vez, se juntan para formar materia.
Y pensar que todo lo que ahí podemos ver, está formado por esas partículas
Todas estas partículas de las que podemos hablar ya han sido descubiertas, mientras que la única incógnita del Modelo Estándar reside en el mecanismo por el que los fermiones elementales y ciertas partículas transportadoras de las interacciones como la W y Z adquieren masa. La Teoría de la “ruptura espontanea de simetría electrodébil” implica que tiene que existir una partícula aún no descubierta, el Bosón de Higgs, que es responsable de que las anteriores partículas, incluida ella misma, sean masivas.
¿Cómo será ese Bosón de Higgs y, de qué mecanismo se vale para dar masa a las demás partículas?
Todos hemos oido hablar hasta la saciedad de que el Bosón de Higgs debe ser descubierto por el Colisionador LHC y tal descubrimiento añadiría una buena ráfaga de luz sobre algunos enigmas, propiedades no bien conocidas de las interacciones débiles. Ahora que dicen haberlo encontrado, al menos de momento, no parece que se tengan noticias de ninguna nueva revolusión de la física. ¡Habrá que esperar!
El Modelo Estándar es pues la estructura matemática que describe las interacciones entre las partículas elementales conocidas. El Modelo Estándar, como cualquier otra teoría física, tiene que ser capaz de describir de froma correcta los datos experimentales que son los que realmente establece el veredicto último de una teoría.
En particular el Modelo Estándar ya ha sido (y está siendo) ampliamente contrastado con los datos experimentales de las colisiones de altas energías, como el Large Electrón Positrón (LEP) que estuvo funcionando en el CERN hasta el año 2000 y el Tevatrón que está en funcionamiento en el Laboratorio Fermilab (En Chicago, Illinois, USA), así como en aceleradores de baja energía.
El Tevatron, que ha sido el acelerador de partículas más potente del mundo hasta que entró en funcionamiento el LHCeuropeo, cerró el pasado 30 de de septiembre de 2011, de forma definitiva, tras 26 años de operación. Es realmente asombnroso que, para desvela5r los secretos de los objetos más pequeños del universo, tengamos que haber construído la máquina más grande.
El resultado obtenido es que el acuerdo entre la teoría y los resultados experimentales es concluyente, llevándose el acuerdo hasta niveles de 0,1%. Sin embargo, a pesar de que los resultados experimentales no indiquen apenas fisuras en el Modelo Estándar existen motivaciones acuciantes para ir más allá de éste. Está claro que, el principal objetivo del Modelo está en descubrir los orígenes de la Materia, entendiendo por tal los protones y neutrones de los que estamos hechos nosotros mismos, es decir, la materia bariónica.
En este lugar, el Fermilab, se llevan a cabo proyectos de enorme importancia para conocer lo que la materia es. Y, de la misma manera que en el CERN, se realizan colisiones de haces de partículas que reproducen aquellos momentos de la creación, el big bang en miniatura para, a partir del estudio de lo que ahí pasa, poder llegar a comprender aquellos primeros momentos que aún, mantiene, algunas regiones oscuras que no dejan ver lo que allí pasó.
Los dos problemas “experimentales” más acuciantes que presenta en estos momentos el Modelo Estándar está relacionado con los dos tipos de Materia que constituyen el Universo observable. El 17% de la Materia de nuestro Universo es materia “luminosa”, es decir, materia constituida, como nosotros mismos por protones y neutrones. Por otro lado, el 83% de nuestro universo Universo está constituido por Materia Oscura (yo prefiero decir: parece que está constituido por materia invisible que llamamos oscura), es decir, materia que ha sido detectada por el momento sólo indirectamente a través de sus interacciones gravitacionales.
Debajo de la siguiente imagen nos dicen:
“De nuevo el Modelo Estándar requiere de una extensión para poder incluir candidatos a Materia Oscura.”
Esto lo dicen sin saber, a ciencia cierta, si la tal “materia oscura” existe, ya que nos dicen que es transparente, que no genera radiación, que sí genera Gravedad, que no se saber que qué partículas estaría conformada… ¡Qué no tienen ni idea! Sin embargo, no dejan de darnos la matraca con la dichosa materia.
Debajo de imágenes como esta, nos han dicho: “Las galaxias están sumergidas en un océano de materia oscura.”
Muchas son las noticias que saltan a los medios y que son emitidas por equipos que quieren llevarse el galardón del hallazgo de la M. O. Veamos por ejemplo uno de ellos:
24 OCTUBRE 2010. Un teórico del Fermilab y sus colegas de la Universidad de Nueva York podrían haber encontrado pistas sobre algunos de los más jugosos secretos del universo en el centro de la Vía Láctea. La materia oscura. En su análisis de los datos públicos de los rayos gamma del Telescopio Espacial Fermi, Dan Hooper, científico del Fermilab, y Lisa Goodenough, un estudiante graduado en la Universidad de Nueva York, informan que los rayos gamma de muy alta energía procedentes del centro de la Vía Láctea vienen de las colisiones de materia oscura.
“Salimos de nuestra manera de considerar todas las causas de los fondos que imitan la señal, y no se encontraron otras fuentes plausibles en astrofísica o la mecánica que se puede producir una señal como ésta”, dijo Hooper.
No son pocos los que quieren tener su minuto de gloria y hacen declaraciones y afirmaciones que nunca se confirman
Un reciente trabajo, publicado en el servidor repositorio científico arXiv-pre, describe sus hallazgos. Los astrofísicos desde hace mucho tiempo postulan una amplia gama de partículas de materia oscura, incluyendo los axiones, las partículas súper pesadas y partículas que se encuentran entre: débilmente partículas masivas de interacción, o WIMPs.
La partícula de la que está hecha la “materia oscura” ¿Cómo será? Si es que existe de verdad
Ahora nos dicen que el LHC se prepara para poder buscar la “materia oscura” y, que yo sepa, el Bosón de Higgs (aunque digan lo contrario) no se ha encontrado. Al parecer han localizado una partícula que tiene todos los atributos para poder ser el Higgs pero… ¿Será él?
Claro que, la realidad es tozuda, y, nadie puede decirnos qué es la dichosa y teórica “materia oscura” de qué está hecha, cómo se formó, de qué mecanismos se vale para pasar inadvertida sin emitir radiaciones que podamos detectar, y, un sin fin de cuestiones que la hace extraña y muy exótica, hasta el punto de que podamos pensar que está y no está en este mundo. ¿No estará escondida en eso que llamamos vacío y, las partículas portadoras de la Fuerza Gravitatoria, el Gravitón, nos trae a nuestra parte del “mundo” la Gravedad que genera y que es, la que detectan los cosmólogos cuando ven que las galaxias se alejan las unas de las otras a más velocidad de la que tendrían que hacerlo si sólo existiera la materia bariónica que podemos observar?
Hablamos de los posibles candidatos a materia oscura, aquí la situación es incluso más complicada puesto que candidatos a materia oscura no han sido detectados por experimentos de física de partículas con lo que (como antes decía) su misma naturaleza nos es desconocida. Para completar el relato cabe decir que experimentos astrofísicos, en particular detección de supernovas, indican que el total de la materia anteriormente descrita (o sea luminosa y oscura) constituyen tan sólo el 28% de la densidad de energía del universo observable mientras que el resto es una energía no detectable mediante experimentos de Física de Partículas y que se conoce con el nombre de energía Oscura, que puede ser simplemente una Constante Cosmológica.
Einstein se burla de nosotros como si supiera (el muy ladino) que él llevaba razón, y, la Constante Cosmológica está ahí, presente en el Universo. La verdad es que, nos trae de cabeza, el no saber detectar dónde está la verdad para saber el camino a tomar en el futuro.
Así que, finalmente podemos concluir que el 4,6% es la materia bariónica (Supercúmulos de Galaxias, Nebulosas, Mundos, y demás cuerpos observables .-también nosotros-) y, el 17% de la densidad de materia del universo podría ser la llamada “materia oscura” . Aún cuando la proporción sea minoritaria para la Bariónica, para nosotros es prioritaria, de ella estamos hecho nosotros mismos y que, por supuesto, es la única materia que podemos detectar de forma directa, conocemos (las partículas que la conforman) sus secretos, sus parámetros físicos, sus masas y cargas, sus funciones dentro del contexto general y, en definitiva es la materia que está tan cerca de nosotros que, nosotros mismos somos ella.
También los pilares básicos de nuestro propio ser, son Quark y Leptones, es decir, materia bariónica. Así que, si los observadores del Universo (nosotros) somos de materia radiante y luminosa, no creo que esa “materia oscura” tenga más importancia que aquella de la que nosotros estamos formados. Más bien creo que, existe alguna fuerza (llámese constante cosmológica o de cualquier otra forma) desconocida que, se confunde con esa clase de materia. Materia, lo que se dice materia, por mí, sólo existe la que podemos ver y detectar.
Dos son los problemas esenciales que deben ser entendidos en relación con el número bariónico del Universo:
– El primero es que no hay prácticamente evidencia de antimateria en el Universo. De hecho no hay antimateria en nuestro Sistema solar y solamente aparecen antiprotones en los rayos cósmicos. Sin embargo, los antiprotones se pueden producir como producto secundarios en colisiones del tipo pp → 3p + p (en esta última p debería aparecer una rayita horizontal encima (antiprotón) pero, en mi cuadro de caracteres especiales no lo tengo) que proporcionan una abundancia de antiprotones semejante a la observada.
Así por ejemplo, resulta que se detecta un antiprotón aproximadamente por cada 3000 protones mientras que se encuentra un átomo de antihelio por cada 10000 átomos de Helio. Todos estos datos experimentales están de acuerdo con la existencia de antimateria primordial en el Universo. De hecho, la no existencia de antimateria resulta esencial para la estabilidad del mismo puesto que la materia y la materia se aniquilan entre sí produciendo radiación.
Satélite WMAP
– Una vez explicado el hecho de que en la practica no hay antimateria en el Universo, el segundo problema sería entender el origen de la densidad de materia luminosa. De hecho, utilizando los datos de la abundancia primordial de elementos ligeros, de acuerdo con la teoría de la nucleosíntesis, junto con los datos del Satélite WMAP, se deduce que hay en torno a 1 protón por cada mil millones de fotones en el Universo. Siendo nB y n γ las densidades de bariones y fotones respectivamente, se tiene que η=nB/nγ ≈ 0.61 x 10-9.
Para ser un poco más preciso podríamos decir que en 5 metros cúbicos hay un sólo barión y mil millones de fotones en promedio.
Para entender mejor cuál puede ser el mecanismo que explique la generación de materia en nuestro Universo, es decir, el parámetro η que acabamos de describir, debemos retrotraernos a la época en que el universo estaba muy caliente, poco después del Big Bang. Es decir, la llamada era denominada de la Radiación. Las partículas cuya masa es (muy) inferior a la temperatura del universo se aniquilan con sus antipartículas por las reacciones inversas a las anteriores. En este momento las partículas se comportan practicamente como si fueran de masa cero y se dice que la partícula en cuestión está en equilibrio térmico con la radiación. El Modelo Estándar Cosmológico predice una relación entre la edad del Universo (en segundos) y la temperatura del mismo (en K) que viene dada por:
t ≈ 1/5 (kBT/GeV)-2 10-6
en donde kB es la constante de Boltzmann. La ecuación anterior nos dice que para una temperatura próxima al GeV (equivalente a la masa del protón, que es de unos diez billones de grados, ¡el tiempo transcurrido en el universo después del Big Bang era de unas dos diez millonésimas de segundo!
Para temperaturas inferiores a la masa de la partícula, las partículas y antipartículas siguen aniquilándose en fotones, aunque el proceso inverso no puede tener ya lugar y la densidad de equilibrio térmico de partículas y antipartículas decrece exponencialmente como exp (-m/T) en donde m es la masa de la partícula en cuestión. Este proceso se termina cuando el ritmo de aniquilación de partículas y antipartículas no puede competir con el ritmo de expansión del universo (constante de Hubble H) , momento en el que las partículas y antipartículas se salen del equilibrio térmico y su densidad queda “congelada” a los valores de equilibrio correspondientes a la temperatura de “congelación. Si aplicamos este proceso a los nucleonesprotones y neutrones) y anti-nucleones de masa ~ 1 GeV se puede ver como la densidad de los mismos empieza a disminuir exponencialmente para temperaturas inferiores al GeV, mientras que se salen de equilibrio térmico para temperaturas del orden de 20 MeV, para la cual la densidad de equilibrio resulta ser: nB/nγ=nB/nγ ≈ 10-18.
Esto nos demuestra que partiendo de un Universo simétrico, como hemos supuesto hasta el momento, hoy en día el Universo seguiría siendo simétrico respecto al número bariónico y, además, ¡el número de bariones sería mil millones más bajo que el que observamos! La solución de este problema sólo puede tener una respuesta: debemos abandonar la hipótesis de que el Universo era inicialmente simétrico respecto al número bariónico. La explicación podría seguir y es larga y algo compleja pero, por mi cuenta, resumo diciendo que, esa simetría no es posible, si tenemos en cuenta que, las partículas creadas después del Big Bang, al ser diferentes, también tenían diferentes masas y, tal hecho cierto, hace imposible que la expansión del Universo fuera isotrópica, así que, al expandirse aniso-trópicamente, la asimetría queda servida.
Sí, podríamos decir que, la asimetría del Universo es la responsable de su diversidad. No todo es igual en el Universo. Lo son todos los protones y electrones que existen, y, también, todos los neutrones, es decir, son idénticos y simétricos los objetos de la misma familia a niveles microscópicos pero, cuando nos vamos al mundo macroscópico de las galaxias, las estrellas, los mundos o, nosotros mismos, no encontramos dos iguales.
El Universo, amigos, es una maravilla.
En lo que a la tozudez de los cosmólogos en seguir agarrados a la “materia oscura”, me remito a la opinión del Premio Nobel de Física …
Martinus J. G. Veltman
“La materia oscura es la alfombra bajo la cual, los cosmólogos barren su ignorancia.”
Cuando comentan y afirman sobre su existencia, deberían decir: “El movimiento anómalo de las estrellas y las galaxias, parece debido a la presencia de una clase de misteriosa materia que no podemos ver”. Nunca afirmar lo que no se sabe.
Agradeceré aquí la mayor aportación de D. Mariano Quirós de cuyo artículo en el Volumen 25, número 4 de la Revista de Física, encontré el Origen de la materia: bario-génesis, del que pude obtener la mayor parte del texto que aquí han podido leer.
Este trabajo fue publicado en este lugar el pasado 24 de marzo
También nosotros somos cuantos de luz, estamos hechos de elementos creados en las estrellas, Quarks y Leptones, los primeros forman Hadrones y los segundos fotones y demás emisarios de las fuerzas fundamnentales, se forman átomos, estos se juntan y forman moléculas, a su vez estas se constituyen en células que juntas se estructuran en cuerpos que, finalmente, evolucionan hasta formas de vida que crean pensamientos y sienten que son.
! Es una perspectiva maravillosa!: “Somos el universo tomando conciencia de sí mismo”, y, Como bien decía Carl Sagan: “Estarmos hechos de materia estelar”,Con el párrafo anterior, he tratado de reflejar la línea evolutiva que hemos seguido que comenzó con el viaje de las parttículas hasta cponseguuir la autoconciencia.
¡El Universo! Gracias a la Astronomía, la Astrofísica y otras disciplinas y estudios relacionados, estamos conociendo cada día lo que en realidad es nuestro Universo que, nos tiene deparadas muchas, muchas sorpresas y maravillas que ni podemos imaginar. ¡Son tantas las cosas que aún tenemos que aprender de éste Universo Inmenso! Podríamos decir, sin temor a equivocarnos que, estamos en una fracción infinitesimal del inmenso Cosmos, y, desde esta región situada en la periferia de una de los cien mil millones de galaxias que pueblan el Universo, pretendemos saberlo todo y llegar a todas las regiones, por muy alejadas que estas puedan estar. Lo cierto es que, nuestros telescopios, han captado objetos que nacieron poco después del hipotético Big Bang.
Las primeras estrellas aparecieron después de cientos de millones de años
Millones de años después del Big Bang (del nacimiento del universo y del Tiempo), emergieron de la oscuridad de un universo opaco, cuando aún no se hab´juan liberado los fotones para hacerlo transparente, cuando el hidrógeno y el helio se agruparon por gravedad para formar los primeros soles masivos, aproximadamente unos 100 a 250 millones de años tras el evento inicial, marcando el “amanecer cósmico.
Al principio, cuando el universo era simétrico, sólo existía una sola fuerza que unificaba a todas las que ahora conocemos, la gravedad, las fuerzas electromagnéticas y las nucleares débil y fuerte, todas emergían de aquel plasma opaco de alta energía que lo inundaba todo. Más tarde, cuando el universo comenzó a enfriarse, se hizo transparente y apareció la luz, las fuerzas se separaron en las cuatro conocidas, emergieron los primeros quarks para unirse y formar protones y neutrones, los primeros núcleos aparecieron para atraer a los electrones que formaron aquellos primeros átomos.
Simulaciones por ordenador han ido facilitando el conocimiento necesario para saber cuando y cómo nacieron aquellas primeras estrellas en nuestro jóven universo. Para que comenzaran a brillar aquellos primeros astros hicieron falta el paso de algunos millones de años.
Sobre unos doscientos millones de años más tarde, se formaron las primeras estrellas y galaxias. Con el paso del tiempo, las estrellas sintetizaron los elementos pesados de nuestros cuerpos, fabricados en supernovas que estallaron, incluso antes de que se formase el Sol. Podemos decir, sin temor a equivocarnos, que una supernova anónima explotó hace miles de millones de años y sembró la nube de gas que dio lugar a nuestro sistema solar, poniendo allí los materiales complejos y necesarios para que algunos miles de millones de años más tarde, tras la evolución, apareciéramos nosotros.
Cuando en el Universo se rompieron las simetrías… ¡Comenzó a ser bello! Y, comprensible.
Einstein decía: “Lo incomprensible del Universo es, que lo podamos comprender”
Creo que ningún hombre, o mujer, realmente reflexivo, deberían desear saberlo todo, pues cuando el conocimiento y sus análisis son completos, el pensamiento se detiene, la curiosidad desaparece y, hasta la imaginación se frena al no tener nada nuevo que imaginar ¿Saberlo Todo? ¡Qué aburrido! Sería el camino más certero hacia la decadencia y el hastío. El ansia de saber nos mantiene vivos, y, hace que perdure la emoción por descubrir.
“El placer de descubrir” nos decía Richard Feynman
La Ciencia describe y predice sucesos que, muchas veces están por llegar y, con la observación y el experimento, con el estudio de la Naturaleza, se llega a saber y comprender el por qué de los comportamientos que podemos ver en una estrella, una galaxia, en las Nebulosas y en objetos más exóticos como los púlsares y los agujeros negros. Lo cierto es que, como nuestros cerebros evolucionaron mediante la acción de las leyes de la Naturaleza, estas resuenan dentro de él, y, de esa manera podríamos llegar a comprender el por qué, a pesar de su complejidad, podemos comprender el vasto Universo. La ünica explicación plausible es que, nosotros, hemos desarrollado esa herramienta que forma parte de ese inmenso todo que llamamos Cosmos.
Se repiten las sencillas piedras del río y también, las complejas galaxias del espacio “infinito”
La variación y el cambio son etapas inevitables e ineludibles por las cuales debe transitar todo sistema complejo para crecer y desarrollarse. Cuando esta transformación se consigue sin que intervengan factores externos al sistema, se denomina “auto-organización.
¡Exacto! La autoorganización es fundamental en los sistemas complejos porque permite que emerjan patrones, estructuras y comportamientos globales ordenados a partir de interacciones locales entre sus componentes, sin necesidad de un control centralizado o un plan externo; es lo que les da autonomía, resiliencia y capacidad de adaptarse a entornos cambiantes, como vemos en enjambres de insectos, ecosistemas, el cerebro y hasta organizaciones humanas.
1. “La aparición de una estructura o patrón sin haber un agente externo que la imponga” ( Heylighen, F.).
2. “La evolución de un sistema a una forma organizada en ausencia de presiones externas” (Lucas Chris)
3. “Un proceso en un sistema complejo donde surgen estructuras nuevas emergentes, patrones y propiedades, sin ser impuestas externamente al sistema” (Zimmerman, Lindberg and Plsek; Edgeware. Insights form complexity science for health care leaders. 2001)
Autoorganización en miniatura
Brenda Garduño-Sánchez
La auto-organización se erige como parte esencial de cualquier sistema complejo. Es la forma a través de la cual el sistema recupera el equilibrio, modificándose y adaptándose al entorno que lo rodea y contiene. En esta clase de fenómenos es fundamental la idea de niveles. Las interrelaciones entre los elementos de un nivel originan nuevos tipos de elementos en otro nivel, los cuales se comportan de una manera muy diferente. Por ejemplo, entre otros, las moléculas a las macromoléculas, las macromoléculas a las células y las células a los tejidos. De este modo, el sistema auto-organizado se va construyendo como resultado de un orden incremental espacio-temporal que se crea en diferentes niveles, por estratos, uno por encima del otro.
La maravilla radica en el hecho cierto de que, a partir de una pequeña estructura que llamamos cerebro, que es algo material, emerge “algo” que es inmaterial y que llamamos Mente.
La Naturaleza nos presenta una serie de repeticiones -pautas de conducta que reaparecen a escalas diferentes, haciendo posible identificar principios, como las leyes de conservación, que se aplican de modo universal- y éstas pueden proporcional el vínculo entre los que ocurre dentro y fuera del cerebro humano que, a través del conocimiento, ha podido llegar a generar algo que llamamos Mente y que está, directamente conectada con el inmenso Universo que, de esa manera, podemos comprender… ¡aunque sólo en parte! Nos queda una gran asignatura pendiente de poder contestar qué es la Vida.
La célula viva es un sistema dinámico, en cambio constante en el cual las sustancias químicas se tornan ordenados por un tiempo en estructuras microscópicas, tan solo para disolverse nuevamente cuando otras moléculas se juntan para formar los mismos tipos de estructuras nuevamente, o para sustituirlas nuevamente en la misma estructura. Las organelas de las cuales las células están hechas no son más estáticas que la llama de una vela. En cualquier instante, la vela exhibe un patrón dinámico de casamientos y divorcios químicos, de procesos que producen energía y procesos que la consumen, de estructuras formándose y estructuras desapareciendo. La vida es proceso no una cosa.
¿Cómo ese proceso ordenado llegó a existir? Una vez que la célula es una entidad altamente ordenada y no aleatoria (evitando, la torpe regularidad de un cristal), se puede pensar en ella como un sistema que contiene información1. La información es un ingrediente que adicionado, trae a la vida lo que serían átomos no vivos. ¿Cómo – nos preguntamos-la información puede ser introducida sin una inteligencia creativa sobrenatural? Este es el problema que la ciencia aún tiene que responderse, lo que colocaría a Dios en la categoría de completamente desempleado.
No siempre, nuestras mentes, llegan a poder asimilar que, partiendo de Quarks y Leptones, se puedan conformar objetos tan grandes las estrellas y los mundos y, mientras que algunos son descomunales, como la estrella VY Canis Majoris que, si la comparamos con el Sol, deja a este casi invisible por su pequeñez en comparación y, sin embargo, para nosotros, el Sol es descomunal. Esto quiere decir que no hay nada grande ni pequeño, las medidas de las cosas irán en función de su importancia local, es decir, de la función que esté desempeñando en su medio.
Lo cierto es que, para llegar a comprender lo muy grande, tuvimos que saber de lo muy pequeño que, cuando se junta, es lo que conforma todo lo que podemos observgar en el Universo. Son tan complejos esos “Universos” de lo muy pequeño que llamamos mecánica cuántica que, en realidad, más que con palabras la tenemos que contar con número. Los números, las matemáticas es el lenguaje de la Física, la que realmente expresa lo que queremos decir y que las palabras no pueden. El lenguaje ordinario de las palabras no es suficiente para contar todo lo que ocurre en ese micho mundo de la materia.
Están por todas partes
Claro que el misterio no es que coincidamos con el Universo, sino que en cierta medida estamos en conflicto con él, y sin embargo, podemos comprender algo de él. ¿Por qué esto es así? En busca de una respuesta, detengámonos otra vez, a beber en la fuente burbujeante de la simetría. La simetría, recordemos, no sólo implica la existencia de una invariancia bajo una transformación, la base de toda Ley natural, sino que también una “debida proporción” entre la invariancia y un marco de referencia mayor y más inclusivo.
Einstein decía que la Mente, funciona como un paracaídas, ¡sólo funciona si se abre!
La Mente, con sus limitaciones intrínsecas, forma un marco dentro del cual nuestras ideas pueden juguetear; hasta la teoría más amplia está enmarcada en un bocabulario matemático, verbal o visual específico. Luego ponemos a prueba nuestras ideas comparándolas con una parte del mundo externo, que sin embargo, tiene a su vez un marco a su alrededor. Este proceso es útil mientras no lleguemos a un campo sin marco, sin límites. El Teorema de Gödel indica que esto nunca ocurrirá, que una teoría, por su misma naturaleza, requiere para su verificación la existencia o contemplación de un marco de referencia mayor. Es la condición límite, pues, la que brinda la distinción esencial entre la Mente y el Universo; Los Pensamientos y los Sucesos están limitados, aunque la totalidad no lo es´te (Ideas como esta aparecieron en Grecia, cuando el pensamiento griego, como el de Filolao de Tarento escribió, alrededor de 460 a.C.: “La Naturaleza, en el Cosmos, armonizó lo Ilimitado y lo limitado, el orden de la totalidad de todas las cosas dentro de ella”-.
Cuando miramos el Horizonte, nos encontramos con un límite que no podemos traspasar, y, ese límite nos habla de nuestras carencias. No podemos ir más allá de los límite que la Naturaleza nos impone y, para evitar eso, nos valemos de ingenios que hemos inventado y que nos permiten llegar mucho más lejos de lo que nuestras condiciones físicas nos permiten.
¿Y de dónde provienen los límites? Muy posiblemente de la ruptura de simetrías cósmicas en el momento de la Génesis. Contemplamos un paisaje cósmico hendido por las líneas de fracturas de simetrías rotas, y tomamos de sus esquemas y metáforas que aspiran a ser tan creativas, si no siempre tan agrietadas, como el universo que se propone describir.
Vivímos en un mundo tridimensional y, cuando queremos escenificar ese mundo de más dimensiones… ¡No podemos! Así pues, el universo original estaba en un estado de falso vacío, el estado de máxima simetría, mientras que hoy estamos en el estado roto del verdadero … ¡Nuestro Universo Asimétrico!
Sólo las matemáticas lo consiguen dibujar. La última parada antes de que tal cosa suceda se llama “super-gravedad”, una construcción matemáticamente complicada que consigue combinar la supersimetría con la fuerza gravitatoria pero, ¿Qué es la super-gravedad? Meternos en esos berenjenales matemáticos sería algo engorroso y (para muchos) aburrido.
“Todas las metáforas son imperfectas”, decía el poeta Robert Prost, y en eso reside su belleza.
La belleza está por todas partes, solo hay que saber comprenderla, detectarla.
Puede ser, pues, que el universo sea comprensible porque es defectuoso, que gracias a que renunció a la perfección del no ser por el revoltijo del ser existimos nosotros, percibimos la embrollada e imperfecta realidad y la sometemos a prueba con el fantasmal espectro del pensamiento de la simetría primordial que la precedió. Somos, por lo tanto pensamos. (O, como dice el cuentista Jorge Luis Borge: “Pese a uno mismo, uno piensa”.
La Ciencia es un proceso, no un edificio, y se despoja de los viejos conceptos a medida que crece.”Las teoría -decía Ernest Mach- son como hojas marchitas, que caen después de haber permitido al organismo de la ciencia respirar por un tiempo”. El proceso depende del error -como señala Popper, una teoría es valiosa sólo si es susceptible de ser refutada-, como para dar testimonio de la ubicuidad y eficacia de la imperfección cósmica. Claro que, el error, a menudo puede ser fértil (ya lo explicaré en otro momento).
Acordáos que Einstein decía que la Mente era como un paracaídas que sólo funciona cuando se abre. Así que, no pocas físicos siguen ese consejo y abren sus mentes a cuestiones que no han podido ser demostradas y, elaboran teorías, unas más complicadas que otras que, en definitiva persiguen saber del Universo y buscar, algunas respuestas a preguntas planteadas que nadie ha sabido contestar. Así, para burlar la velocidad de la Luz nos agarramos a los Agujeros de Gusano, para saber de cómo es en realidad la Naturaleza surgen Teorías como las de Súper-cuerdas que nos llevan a un Universo de 11 dimensiones donde, la Gravedad de Einstein y la mecánica cuántica de Planck, pueden convivir tan ricamente.
Esta era la imagen de mi clase cuando era niño allá por los 50
Los de mi época, todos tienen esta imagen en el recuerdo, y, desde entonces, el mundo ha cambiado tanto que, ni nuestros padres, si estuvieran aquí, podrían reconocerlo. No digamos ya de nuestros abuelos que, al ver el mundo de hoy, se volvían a morir del susto.
Es mucho lo que nos queda por saber
La ciencia es muy joven y le queda mucho por avanzar, y, que sobreviva el tiempo suficiente para llegar a vieja, dependerá de nuestras conductas, cordura, coraje y vigor, y como siempre se debe añadir que debemos sortear el peligro nuclear, Y, también ahora, el que suponen los avances de la Inteligencia Artificial que podría conducirnos a nuestra propia destrucción.
El peligro de crear máquinas inteligentes
“Nada que sea grandioso entra en la vida de los mortales sin una maldición” Decía Sófocles, y el conocimiento de cómo brillan las estrellas es muy grande, y su lado oscuro es, en verdad, muy oscuro. Es innecesario decir que la Ciencia misma no nos librará de los peligros a los que su conocimiento nos ha expuesto, y, está en nosotros, sólo en nosotros, el tener la racionalidad necesaria para que su uso no se vuelva contra nosotros…
Si nos adentramos dentro de nosotros mismos, si miramos hacia atrás en el tiempo, si estudiamos de manera detenida y pormenorizada todo lo que hemos hecho desde la noche de los Tiempos, si hacemos ese viaje al interior de nuestro Ser más profundo… ¡Contemplamos un escenario frío y caliente, oscuro y de cegadora luz! Somos capaces de lo mejor y de lo peor, estamos agarrados por dos fuertes manos: Una es la Vida y la otra es la Muerte. Nosotros, en medio de esa verdad, no hemos podido superar todavía, esa realidad de la extinción, de una vida perecedera. Nuestras vidas, como nuestro planeta, oscilan suspendidas en una dualidad mitad luz y mitad oscuridad y sombra. Si imploramos a la Naturaleza será en vano; ella es indiferente a nuestro destino, y su costumbre es ensayarlo todo y ser implacable con la competencia. El 99 por ciento de todas las especies que han vivido en la Tierra han desaparecido, y, desde luego, ninguna estrella titilará en nuestro homenaje cuando nos vayamos de este mundo.
Epicteto, el ex esclavo señalaba que:
“Toda cuestión tiene dos asas, por una de las cuales se la puede coger, y por la otra no.
Si tu hermano te ofende, no aborde la cuestión por este lado, que él te ofende, pues de esa asa no se puede coger la cuestión. En cambio, abórdala por el otro lado, que él es tu hermano, tu amigo nato; y podrás dominarla, por el asa que soporta su cogida”.
Por lo tanto, decimos -hablamos como seres vivos y (creemos) como seres pensantes, como conquistadores del fuego-, por lo tanto, pues, elegimos la vida. Claro que, la elección nunca podrá estar en nuestras manos y, lo único que podremos hacer con ayuda de la Ciencia, será alargárla lo más posible para poder dejar, en este mundo, la mayor huella posible de nuestro efímero paso por él.
De todas las maneras, cuando el sabio dijo: “Mientras haya muerte, hay esperanzas”, dijo una gran verdad. Es necesario que cuando nuestro ciclo se acabe, cuando no tengamos fuerzas para seguir, dejemos el paso libre a los que más jóvenes, seguirán nuestras huellas y nuestras obras. De esa manera, nuestra especie, seguirá su camino hacia adelante.
El cerebro es capaz de inventar recuerdos de hechos que nunca ocurrieron y visitar lugares que, ¡no sabemos si existirán en alguna parte! Los cien mil millones de neuronas que no dejan de titilar produciendo fogonazos que hacen saltar las ideas que nos llegan, no pocas veces sin saber de dónde, es aún un gran misterio que los estudiosos tratan de resolver. No se ha podido llegar a saber cómo funciona el cerebro humano y su complejidad es tal que, sólo el universo mismo se le podría comparar.
La capacidad humana para aprender, inventar, buscar recursos, y sobre todo, adaptarse a las circunstancias es bastante grande. A lo largo de los últimos milenios Civilizaciones del pasado han demostrado que desarrollarse y constituir sociedades que apuntan maneras de querer hacer bien las cosas. Bueno, al menos esas son las sensaciones que yo he podido percibir.
Constituido por innumerables galaxias de estrellas, nuestro Universo, no sólo es asombroso, sino que, es mucho más de lo que nuestras pobres mentes pueden imaginar. multitud de Nebulosas de las que “nacen” nuevas y brillantes estrellas y mundos, una inmensidad de objetos exóticos de una rica variedad que subyacen en las estrellas de neutrones como púlsares y magnétares, o, los agujeros negros misteriosos y, todo ello, en un espacio de una magnitud inimaginable para nuestras mentes que, percibe continuados mensajes que les envían los sentidos provenientes de los objetos y las cosas cotidianas que nos rodean pero, con una limitación inconmensurable que nos deja inmersos en una nube de ignorancia que, desde hace mucho tiempo, tratamos de desterrar… ¡Sin conseguirlo!
El camino hacia la total comprensión de la Naturaleza comenzó cuando fuímos conscientes de que nuestros conocimientos eran limitados y nuestra ignorancia infinita. Ya nos lo dijo Sócrates: “Solo se que no se nada”, después de él, muchos han sido los filósofos que de una u otra manera han dicho lo mismo en variadas versiones.
No puedo desechar la idea de que, con los “universos” ocurre lo mismo que ocurre con los mundos, con las estrellas y con las galaxias: ¡Que son infinitos! Dentro de un Multiverso mayor al que no hemos podido tener acceso, toda vez que, nuestras limitaciones, en este caso… ¡Son infinitas. Hablamos de ir a otros mundos sin pararnos a pesar en la complejidad que dicho viaje conlleva. Una cosa es enviar ingenios robotizados y, otra muy distinta, que sean personas las que intenten esa empresa que, al menos en los próximas décadas… ¡Será imposible de concretar!
Sin embargo, como nos pasa con las teorías, hablamos, imaginamos y planteados “mundos” ilusorios y viajes imposibles que, si alguna vez son una realidad, esa estará situada muy lejos en el tiempo que está por venir. Sin embargo, nuestra manera de ser, nos lleva a no pararnos ante nada, hacemos como que, las barreras no existen y nos imaginamos haciendo cosas que… “nunca podremos”.
La inteligencia puede ser algo tan raro en la evolución como la trompa del elefante – Adobe Stock
¿Por qué en otros planetas debería haber más inteligencias como la nuestra?
“Paul Davies (nacido en 1946) es un destacado físico, cosmólogo y astrobiólogo británico, reconocido por su labor divulgativa y su trabajo en la Universidad Estatal de Arizona, donde dirige el Beyond Center. Experto en la búsqueda de vida extraterrestre, ha ganado el Premio Templeton (1995) por sus escritos sobre ciencia y teología. “
El físico y escritor Paul Davies explica en un artículo cómo la Ciencia trata de averiguar si estamos o no solos en el Universo.
“Encontraremos señales de formas de vida simples fuera de la Tierra en los próximos años”, seguramente enalguna de las muchas “lunas” de Saturno y Júpiter. La Vida en el universo se abre paso como lo hizo aquí en la Tierra, y, teneindo el conocimiento de la existencia de los extrtemófilos, ¡porqué vamos a dudar que abran surgido en otros ambientes?
El nuevo responsable de ciencia de la Agencia Espacial Europea habla sobre los grandes objetivos de la agencia, la exploración de mundos habitables y el estudio del universo con métodos inéditos.
Günther Hasinger, nuevo director de ciencia de la Agencia Espacial Europea, en las instalaciones de la ESA en Villanueva de la Cañada (Madrid).
La exploración espacial no es un trabajo para impacientes. Cuando Rosetta logró interceptar al cometa 67P/Churiumov-Guerasimenko, en 2014, había pasado ya una década desde su lanzamiento desde la Guayana Francesa y diez años más desde que su construcción fue aprobada. A esas dos décadas habría que sumar el tiempo de diseño de la propia misión. Hace unos días, Günter Hasinger (Oberammergau, Alemania, 1954), el nuevo director de ciencia de la Agencia Espacial Europea (ESA), presentaba en Madrid los próximos Rosetta, esto es, la visión de Europa para el futuro de la exploración espacial. El próximo mes de noviembre, en Sevilla, se celebrará la reunión de ministros de los Estados miembros de la agencia que decidirán sus objetivos para los próximos años.
Entre las grandes misiones ya aprobadas destaca Juice, que tiene previsto partir hacia Júpiter en 2022 para estudiar sus lunas. Los océanos que parecen existir bajo la superficie de Europa, Ganímedes o Calisto se encuentran entre los lugares donde podría haber vida dentro del Sistema Solar. Más adelante, ya en la década de 2030, llegarán Athena y Lisa, un observatorio espacial de rayos X y otro de ondas gravitacionales que prometen ver como nunca antes las fusiones de agujeros negros o estrellas de neutrones y por el camino pueden resolver dilemas de la física con más de un siglo de antigüedad. Hasinger también mencionó la posibilidad de planear una misión que visite Urano y Neptuno, dos planetas que nunca han recibido la atención de una misión espacial propia.
Pregunta. ¿Cree que encontrar algún tipo de vida extraterrestre en las próximas décadas es algo probable?
Pero ¿Qué es la Vida?
Respuesta. En primer lugar, tenemos que dejar claro qué consideramos vida. Tenemos que diferenciar entre formas de vida simples, como las algas o las bacterias, que han hecho del nuestro un planeta habitable terraformando la Tierra durante miles de millones de años y produciendo el oxígeno para que otras formas de vida puedan existir, y la vida inteligente. Unos pocos cientos de millones de años después de la formación de la Tierra ya existían las primeras formas de vida, pero la aparición de formas más complejas requirió 3.000 millones de años más, así que las primeras serán mucho más abundantes.
Las lunas de Júpiter son el primer gran objetivo científico de la ESA NASA
Por otro lado, en la Tierra hemos encontrado vida en muchos lugares inesperados, en el hielo de los glaciares o bajo el manto terrestre. Ahora sabemos que la biomasa total bajo la superficie de la Tierra es mayor que la biomasa sobre nosotros. Hay bacterias y otros organismos que viven de la desintegración radioactiva así que tienen ciclos vitales completamente diferentes de los que estamos acostumbrados. Y además hay otro factor: cuando hemos estudiado cometas, se ha encontrado un gran número de moléculas orgánicas. Hay gente que dice que la atmósfera de los cometas apesta como un establo de caballos y para mí eso significa que los ladrillos básicos de la vida, los pequeños elementos necesarios para crear vida, ya existen en cometas y otros lugares.
Creo que debería haber formas simples de vida ahí fuera, el problema es cómo detectarla. Por ejemplo, creemos que había vida en Marte hace miles de millones de años, que había agua líquida en la superficie, pero hoy está esterilizada por la radiación cósmica, así que todas las formas de vida que pudiesen haber existido en la superficie han desaparecido. Para encontrar vida, tienes que perforar el suelo. Y algo parecido sucede cuando miras, por ejemplo, a Encélado o Europa, las lunas heladas de Saturno y Júpiter. Creemos que podría haber vida bajo una capa de un kilómetro de hielo, en un océano líquido al que es muy difícil llegar. La pregunta no es tanto si descubriremos vida sino cuán difícil será descubrirla.
Creo que hay vida inteligente ahí fuera, pero está tan lejos que no hay posibilidad de comunicarnos con ella
Cuando hablamos de exoplanetas, la mera existencia de oxígeno en una atmósfera ya indica que se ha producido algún tipo de terraformación y que tiene que haber bacterias que crean oxígeno porque el oxígeno no viene del espacio exterior. En los próximos diez o veinte años creo que encontraremos señales de formas de vida simples fuera de la Tierra. La cuestión de si encontraremos vida inteligente es completamente diferente. Yo creo que hay vida inteligente ahí fuera, pero está tan lejos que no hay posibilidad de comunicarnos con ella.
¿Qué misiones específicas pueden realizar estas detecciones?
Las dos lunas de Marte son Fobos y Deimos. Estas lunas de Marte podría ser asteroides capturados del cinturón principal de asteroides situado entre Marte y Júpiter. Tanto cerca de la órbita de los satélites a su planeta, unos pocos miles de kilómetros de ella, 9.377 kilómetros de Fobos y Deimos 23.460 kilómetros. El diámetro de Marte es sólo 6.792 kilómetros.
Ambas lunas están vinculados a Marte por las fuerzas de marea, por lo que siempre muestran la misma cara a su planeta, como lo hace la Luna respecto a la Tierra. Creo que la primera oportunidad que tendremos es la misión de recuperación de muestras de Phobos [la luna de Marte] con MMX. En los próximos años traeremos material del sistema marciano. Creo que Exomars2020, cuando tengamos el rover, también será un comienzo. Otra posibilidad es analizar los penachos de lunas como Europa o Encélado que surgen a través de las grietas en el hielo y géiseres en los que el agua podría arrastrar algún tipo de material orgánico, aunque por el momento no tenemos instrumentos para hacer esos análisis.
ARIEL, un observatorio espacial para analizar las atmósferas de los planetas extrasolares en detalle. ARIEL (Atmospheric Remote‐sensing Infrared Exoplanet Large‐survey mission) fue presentada hace tres año entre muchas otras misiones candidatas. Con esta ya son tres las misiones de la ESA dedicadas en exclusiva a la astromomía exoplanetaria, después de CHEOPS, un pequeño observatorio para caracterizar mejor el tamaño de exoplanetas previamente descubiertos, y PLATO, un cazador de nuevos planetas que usará el método del tránsito.
Después, hay misiones como Ariel, que hacen espectroscopía de las atmósferas de exoplanetas y que podrían encontrar biomarcadores. Apostaría a que eso puede suceder en los próximos diez o veinte años.
Se ha llegado a especular con que los agujeros negros son en realidad parte de la materia oscura, lo que deja al descubierto la ignorancia quellevamos con nosotros, que en no pocas ocasiones, al no saber contestar alguna pregunta, especulamos como se está haciendo con la “materia oscura” que, unas veces han sido agujeros negros, otras han sido los neutrinos, otra la materia oscura fría y otras la caliente. Lo cierto es que algo tiene que existir ahí fuera que hace que las galaxias se muevan a mayor velocidad de lo que deberían moverse en función de la materia bariónica que sí podemos ver, lo llaman “materia oscura”, y, como no la ven, dicen que es transparente, que no emite radiación y que sí genera la Gravedad que empuja a las galaxias.
En fín, lo que dec´çia aquel Premio Nobel de Holanda: “La materia oscura es la alfombra, bajo la cual, barren los cosólogos su ignorancia”.
¿Qué grandes descubrimientos podemos esperar de Lisa y Athena?
R. Creo que Lisa y Athena abordan preguntas fascinantes sobre la naturaleza de los agujeros negros, de la materia oscura y de todo el universo oscuro. Ahora, con el interés despertado por los observatorios de ondas gravitacionales terrestres, hay un interés renovado en cómo se forman los agujeros negros y lo que sucede cuando se funden. Esto también puede servir para comprender la materia oscura. Sabemos que existe, pero no tenemos ni idea sobre qué partículas la forman. Tampoco entendemos de dónde vienen los agujeros negros, vemos los cuásares primitivos, en el universo temprano, donde ya hay agujeros negros, y no sabemos de dónde vienen. Y hay una especulación que es emocionante, aunque no haya acuerdo sobre si es plausible, y es si los agujeros negros son en realidad parte de la materia oscura, si los agujeros negros están contribuyendo o incluso son básicamente la materia oscura.
Eso son cuestiones que pueden ser estudiadas por Lisa y Athena. Porque Lisa y Athena encontrarán las fusiones de agujeros negros en el universo muy temprano y podrán estimar cuántos hay y si están conectados a la luz y a la materia normal. Creo que las próximas dos décadas estarán dominadas por el estudio de los planetas extrasolares, pero los veinte siguientes volverá la ciencia gravitacional que nos ayudará a entender lo que sucedió en el origen del universo.
P. Usted está interesado en Oumuamua, el primer objeto llegado de fuera del sistema solar que se ha podido observar. ¿Está de acuerdo con los investigadores de Harvard que aseguran que es, probablemente, un artefacto construido por seres inteligentes?
R. Creo que si lees el artículo que publicaron, no afirman realmente que se trate de algo artificial sino que no se puede descartar que sea un objeto artificial. Pero entonces la prensa tomó esta afirmación y dijo que astrofísicos de Harvard decían eso. Desde mi punto de vista, se referían a una idea que ha sido discutida desde hace tiempo sobre la posibilidad de viajar a otros planetas con una vela solar. Algo relacionado con la iniciativa Breakthrough Starshot en la que Stephen Hawking, antes de morir, también se involucró. Consistía en enviar un artefacto como un smartphone con una gran vela solar. Cuando lo impulsas con un rayo láser, puedes acelerarlo hasta una fracción de la velocidad de la luz y así podrías llegar a la estrella más cercana en poco tiempo.
Estamos situados en una región muy tranquila de la Vía Láctea, en el interior del Brazo de orión a 27.000 a. l. del centro.
El factor que determinará si somos capaces de poblar la galaxia es la longevidad de nuestra civilización
“Esta afirmación es fundamental en la astrobiología y la astrofísica, conectándose directamente con la Ecuación de Drake y la Paradoja de Fermi. La longevidad de una civilización tecnológica se considera a menudo el factor más determinante para su capacidad de expandirse, comunicarse o simplemente sobrevivir en la galaxia.”
Lo cierto es que, al menos para mí, es muy dudoso que algún día (muy lejos en el futuro), podemos desplazarnos por la Galxia, y, siendo cierto que vamos avanzando en el conocimiento de nuevas tecnologías y nuevas maneras de poder desvelar secretos de la Naturaleza profundamente escondidos, también lo es que, las distancias del Universo no son humanas, que hablamos de años luz son tener una conciencia cierta de lo que esa distancia supone, y, sabiendo que en el presente, llegar a Próxima Centauri, nos obligaría realizar un viaje de 70.000 años, lo que, no es que esté fuera de nuestro alcance, es que es una misión imposible. Nuestra naturaleza física está estructurada y es la adecuada para vivir en la Tierra, no en el Espacio ni en otros muindos. Y, si finalamnete alg´çun día eso fuese posible, sería en un mundo gemelo de la Tierra, con su misma (o parecida) atmósfera, océanos, las cuatro restaciones, montañas y variados sistemas ecológicos…. ¡Dónde está eso?
Soy escéptico sobre esta tecnología, porque la vela tiene que ser una estructura extremadamente fina y muy grande, de cientos de metros. Tienes que propulsarla con un rayo láser y la cantidad de energía que necesitas para acelerarla es tan grande que básicamente freirías la vela en lugar de acelerarla. Pero supón que hay una civilización que ha superado este problema de la vela solar y no se quema. Entonces, en principio, podrías enviar una sonda hasta otra estrella. Pero si esto fuese así, Oumuamua se estaría moviendo demasiado despacio. Se mueve a unos 30 kilómetros por segundo cuando con una vela solar se estaría moviendo a unos 10.000 kilómetros por segundo.
Recreación de ‘Oumuamua’ ESO/M. KORNMESSER
Además, hay explicaciones naturales bastante creíbles. No hemos visto una cola de cometa, así que debe ser un tipo especial de cometa que no hemos visto en el sistema solar. Eso se podría explicar por el hecho de que lleva viajando millones o cientos de millones de años, y quizá ha perdido la mayor parte de su gas porque está pasando junto a una nueva estrella cada millón de años aproximadamente. Hay explicaciones naturales al fenómeno aunque no las comprendamos del todo.
P. Incluso aunque en los próximos años encontremos señales de vida en un planeta extrasolar, en el universo todo está tan lejos que nunca lo podríamos visitar.
Si piensas en una escala humana, es imposible que en una vida llegues a ningún sitio. Pero si tienes una civilización inteligente capaz de construir robots y estos robots van a otro planeta, y después estos robots pueden construir una fábrica que construya más robots, puedes producir un efecto bola de nieve y en unos pocos cientos de millones de años podrías poblar con robots todos los planetas de la galaxia. Así que hay quien se plantea que como estos robots no han llegado a la Tierra, podemos pensar que no hay ninguna civilización en la galaxia con esa capacidad, porque si la hubiese ya estarían aquí. Pero en principio sería posible si no se piensa poblar la galaxia en una generación humana sino durante la vida una civilización completa. Así que el factor final es la longevidad de nuestra civilización. Si matamos nuestro planeta de aquí a mil años, no habrá posibilidad de comunicarse con otras civilizaciones, en particular si ellos tampoco saben cuidar sus planetas.
No creo que estemos solos en el Universo, y, si lo estamos, ¡qué desperdicio de mundos!
Hasta hace poco, la cuestión de si estamos o no solos en el Universo no formaba parte de la discusión científica. En su lugar, filosofías y religiones se encargaban de buscar respuesta a esta pregunta, una de las más antiguas y profundas de cuantas se ha formulado la Humanidad.
Sin embargo, la cosa ha cambiado. Y mucho. La Ciencia, en efecto, ha irrumpido con fuerza en un territorio que antes era solo metafísico, y ha demostrado que, armada con el método científico, tiene mucho que decir al respecto. Ahí están los más de 4.000 planetas descubiertos hasta ahora fuera del Sistema Solar, algunos de ellos con intrigantes similitudes con la Tierra; o el hallazgo de materia orgánica prácticamente por todas partes, incluso en los rincones más insospechados y hostiles del Universo; o la búsqueda sistemática e incansable de formas de vida en lugares como Marte, Europa, Encelado… o Plutón.
Un equipo de astrónomos de la India ha identificado un supercúmulo de galaxias, posiblemente el más lejano que se conoce, situado en la dirección de la constelación de Piscis. La investigación sugiere que Sarasvati es una de las mayores estructuras del universo.
La estadística, además, habla claro. En un Universo que tiene billones de galaxias y trillones de estrellas, muchas de ellas con planetas a su alrededor, resulta absurdo pensar que la vida sólo haya podido florecer en uno, el nuestro. Y aunque no tenemos aún ni idea de cómo (ni dónde) la vida se estrenó en primer lugar, muy pocos dudan en la actualidad de que “ahí arriba”, en alguna parte, existen planetas “gemelos” a la Tierra, con múltiples formas de vida y quizá, solo quizá, también con especies inteligentes.
En un brillante artículo recién publicado en la revista Cosmos, el físico y escritor británico Paul Davies, director del prestigioso instituto Beyond de la Universidad Estatal de Arizona, reflexiona sobre la cuestión y se pregunta, con la Ciencia en la mano, si realmente la inteligencia es una consecuencia inevitable de todo proceso evolutivo.
“Durante 50 años -escribe Davies- una banda de astrónomos heróicos ha estado barriendo los cielos con sus radiotelescopios con la esperanza de tropezar con un mensaje emitido por una civilización extraterrestre“. El científico añade que esa empresa “se basa en el supuesto de que la inteligencia es un producto esperado de la evolución biológica. ¿Pero es así realmente?”
Para tratar de responder esa pregunta, Davies echa un vistazo al pasado de nuestro propio planeta, la única muestra de vida que conocemos, y se fija en cómo ha sido la historia de la evolución. “Algunas características, por ejemplo los ojos y las alas, han evolucionado de forma independiente muchas veces, probablemente porque aportan mucho valor a la supervivencia. Por lo tanto, podríamos esperar que la vida extraterrestre también posea estas características. Pero otras, sin embargo, como la trompa del elefante, parecen ser más bien aberraciones barrocas, resultado de raros accidentes evolutivos”.
Y llegamos así a la inteligencia humana. ¿Es esta característica similar a los ojos y las alas, compartidas por muchas especies, o se parece más a la trompa del elefante?
Tener el tiempo suficiente
Los dinosaurios, escribe Davies, dominaron la Tierra durante 200 millones de años (diez veces más de lo que llevamos nosotros), pero nunca construyeron herramientas, levantaron ciudades o conquistaron la Luna. Lo cual lleva a pensar que la inteligencia humana es algo raro, y no un producto inevitable de la selección natural. “Y si es así -bromea el físico- eso son malas noticias para SETI“.
Para Davies, lo que aquí está en juego es el propio concepto que tenemos sobre lo que es la evolución. Algunos piensan que existe una dirección en los procesos evolutivos, una “flecha” que parte de los organismos más simples y avanza hasta llegar a los más complejos. En este sentido, el ser humano ocuparía la posición más alta en la escala evolutiva. Demos a la evolución el tiempo suficiente, dicen los partidarios de esta idea, y nos llevará hasta la inteligencia.
Si nos guiamos por la lógica y la estadística, pensar en la vida situada sólo en la Tierra… ¡Sería una temeridad! El UNiverso es igual en topdas partes, en todas sus regiones rigen las mismas leyes, lo que pasa en un sitio también pasará en otro… La vida se adapta y surge en las precisas condiciones.
La mayoría de los científicos, sin embargo, no creen que la evolución se esté dirigiendo a ningún sitio en particular. “No hay una flecha del tiempo incorporada -dice Davies- no hay un impulso innato hacia la complejidad o la inteligencia“.
Hace apenas unos días, en una entrevista concedida a ABC, el paleoantropólogo Juan Luis Arsuaga también aseguraba que “mucha gente cree que la vida va progresando, desde las bacterias hasta nosotros, pero no es así. Yo soy de los que opinan que la única tendencia apreciable de la evolución es la diversificación. Partimos del espacio disponible y se aprovechan todas las oportunidades. La vida no tiene dirección, pero tiene mucha capacidad de adaptación, y va cambiando”.
Más allá de las teorías sobre el origen de la vida, los signos de vida más antiguos sobre el planeta hasta ahora han sido hallados. Según un equipo de investigación dirigido por David Wacey, un complejo ecosistema de microbios encontrado en las rocas sedimentadas en la región australiana de Pilbara podría ser nada menos que la primera manifestación de vida en la Tierra.
Davies, en su artículo, se muestra en sintonía con esta opinión: “Es cierto que la vida en la Tierra comenzó con microbios simples, pero el surgimiento de una mayor complejidad fue simplemente el producto de una exploración serpenteante en el vasto espacio de posibilidades biológicas, y no una tendencia sistemática”.
“Todo lo cual – prosigue el científico- arroja serias dudas sobre si, incluso en un Universo repleto de vida, puede haber civilizaciones alienígenas avanzadas capaces de enviar mensajes de radio“.
Queda una esperanza
Toda la vida que conocemos en la Tierra está basada en el Carbono, es probable que si alguna vez la encontramos (o nos encuentran “ellos” a nosotros), sus formas de vida también estén relacionadas con este elementos que, según parece es la base mejor adaptada y maleable para ello.
Sin embargo, y a pesar de todo, nos queda aún una esperanza. Y es que la teoría de la evolución no está, ni mucho menos, completa. Y durante los últimos años algunos biólogos se han atrevido a desafiar el dogma darwinista dominante de que la evolución no sigue una dirección concreta.
De hecho, explica Davies, “se han identificado varios mecanismos según los cuales las características adquiridas durante la vida de un organismo parecen transmitirse a su descendencia, en un proceso conocido como herencia epigenética“.
Si eso fuera cierto, y resultara que la herencia epigenética juega un papel importante en la evolución de los cerebros, entonces sería posible imaginar una especie de “cociente cerebral acelerado”.
“El registro fósil -escribe Davies- apunta a una tendencia alcista en el cociente de encefalización, una medida del tamaño del cerebro en relación con la masa corporal, entre los homíninos de los últimos millones de años. Y asumiendo que algo así funcionara también en otros planetas, tal vez no estemos tan solos después de todo, otra cosa es que podamos llegar a “ellos” o que “ellos” lleguen a nosotros.
Para finalizar diré que, la posibilidad de que algún día podamos contactar con seres inteligentes… ¡Es muy remota, casi nula! Las distancias que nos separan, la hostilidad del Espacio, la conformación física de los seres adecuadas a sus propios mundos… la imposibilidad de viajar más rápido que la luz… ¿Y muchas otras barreras que no podemos traspasar!
Un gramo de Uranio, de Osmio, de Hierro, o de Oro, contienen una cantidad asombroisa de Energía: E = mc2.
Efectivamente, la ecuación de Albert Einstein (E = mc2) establece que la masa y la energía son equivalentes y proporcionales, lo que significa que la materia puede considerarse “energía extremadamente condensada”.
Para un solo gramo de cualquier sustancia (sea uranio, oro o hierro), la energía contenida es de aproximadamente 9 x1013 julios, lo cual equivale a la energía liberada por la explosión de 21,5 kilotones de TNT (una potencia similar a la de la bomba de Nagasaki).
La fórmula utiliza la velocidad de la luz al cuadrado c2. Dado que , su cuadrado es un número inmenso: Dado que c ≈ 3 x 108 m/s, su cuadrado es un n´numero inmenso.
c2 ≈ 9 x 1016 m2/s2
Este valor actúa como un factor de conversión gigantesco, lo que explica por qué una masa minúscula produce una energía colosal.
Para realizar el cálculo en el Sistema Internacional, convertimos 1 gramo a kilogramos ( 0,001 Kg.).
E=0,001 Kg x (3 x 108 m/s2.
E = = 0,001 x 9 x 1016.
E = 9 x 1013 julios.
Es fascinante notar que, a nivel de masa total, no importa el elemento químico. Un gramo de hierro tiene la misma energía en reposo que un gramo de uranio. La diferencia radica en la facilidad para extraer esa energía:
En química: Solo se libera una fracción ínfima (millonésimas) al romper enlaces electrónicos.
En física nuclear (fisión/fusión): Se libera una fracción mayor (cercana al 0,1% – 0,7%) al alterar el núcleo.
Aniquilación materia-antimateria: Es el único proceso que convertiría el 100% de ese gramo en energía pura.
En lo que al Uranio se refiere, en la Tierra, solo el 7 por 1.000 es Uranio 235, es decir, rel que se puede fisionar en las centrales nucleares, el resto es uranio 238, inservible para la fisión. Sin embargo (es un principio), en nuestra especie, la necesidad agudiza el ingenio, y, hemos llegado a urtilizar un Reactor Generador en cuya base ponemos 800 Kgs. del uranio 238, lo bombardeamos con neutrones lentos de 8 Kgs. de uranio 235, y, al finasl del proceso… ¡Los inservibles 800 Kgs. de uranio 238 (inservibles como combustible nuclrear de fisión), se han convertido en 800 Kgs. de Plutonio (totalmente aptos mpara la fisión nuclear).
¿Por quéno trabajaremos en la misma forma para conseguir otros objetivos como curar enfermedades, construir estructuras e instalaciones en aquelolos países desolados por el hambre?
Bueno, “pasó la mosca” y la seguí, siempre me pasa lo mismo.
El resumen de todo esto es que, la asombrosa cantidad de energía encerrada en un gramo de materia, fue descubierta al mundo, por aquel oscuro oficvial de la Oficina de Patentes de Berna, que con tan solos 4 publicaciones, puso al mundo de la Física “patas arriba”, fué el elefante que entró en la cacharrería.
De hecho, muchas de sus ideas no han sido superadas, y, la Cosmología moderna (que tiene más de 100 años), se rige por la Relatividad General y sus asombrosas ecuaciones, un proceso maravilloso y asombroso de una Mente Humana.
Investigadores proponen una solución a algunos problemas de la Física Cuántica, como los viajes en el tiempo o la paradoja del abuelo
Las curvas temporales abiertas podrían resolver muchos problemas de la Física – NPJ QUANTUM INFORMATION
Un grupo internacional de investigadores, liderados por la Universidad de Singapur, acaba de demostrar que numerosos problemas de la Física Cuántica, hoy por hoy irresolubles, podrían solucionarse fácilmente con un ordenador cuántico que viajara a través de “curvas temporales abiertas”. El trabajo, que ha levantado gran expectación en la comunidad científica, se publica en la revista Nature Quantum Information.
Hace ya una década que el físico Dave Bacon, que en la actualidad trabaja para Google, demostró que la mejor forma de resolver rápidamente todo un grupo de problemas de la Física (llamados NP-completo) y que traían de cabeza a los matemáticos, era utilizando un ordenador cuántico que se desplazara a través del tiempo. ¿La razón? El hipotético ordenador de Bacon podría moverse con libertad a través de una serie de “curvas cerradas de tiempo”, atajos en el tejido espaciotemporal que se curvan sobre sí mismos. La relatividad general en efecto, permite que dichos caminos puedan existir a través de las contorsiones en el espacio-tiempo que conocemos como agujeros de gusano.
¿Pero para qué enviar un mensaje en el tiempo y bloquearlo después para que nadie pueda leer su contenido? Sencillamente porque el procedimiento podría ser la clave que se necesitaba para resolver problemas que, actualmente, no tienen solución alguna. Y es que incluso un mensaje “sin abrir” puede resultar tremendamente útil, especialmente si los científicos “entrelazan” el mensaje con algún otro sistema antes de enviarlo.
Como se sabe, el entrelazamiento cuántico es un efecto extraño que es posible solo en el mundo de la Física subatómica, y consiste en una suerte de “comunicación instantánea” entre partículas que, como si fueran hermanos gemelos diminutos, “saben” al instante lo que le ha sucedido a las demás partículas entrelazadas y reaccionan al instante, sin importar la distancia que las separe. Y lo que proponen los investigadores es precisamente eso, crear un entrelazamiento entre el mensaje enviado a través del tiempo y el sistema del laboratorio. Una correlación que podría alimentar y potenciar la computación cuántica.
Sin embargo, las curvas temporales cerradas conllevan no pocos problemas. En general, los físicos creen que, aunque son teóricamente posibles, algo debe de estar evitando que ese tipo de desplazamientos temporales se produzcan en la Naturaleza. De otra forma, argumentan, podrían darse todo tipo de paradojas, entre ellas la clásica de que alguien podría viajar al pasado y matar a su abuelo, impidiendo así su propia existencia.
Y no solo es la familia la que estaría amenazada por unos viajes así. En efecto, romper el flujo temporal, dejando a un lado el principio de causalidad (un acontecimiento causa otro, que causa otro, y otro…) también puede tener consecuencias para la propia Física cuántica. A lo largo de las dos décadas pasadas los investigadores han mostrado hasta la saciedad que los principios mismos sobre los que se basa la Física Cuántica se quiebran en pedazos ante la presencia de curvas temporales cerradas. Por ejemplo, se puede quebrar el principio de incertidumbre, que establece la imposibilidad de conocer al mismo tiempo determinados pares de magnitudes físicas de una partícula (como la velocidad y el momento). O incluso dejar a un lado el Teorema de no Clonación, que dice que los estados cuánticos no se pueden copiar y que constituye uno de los pilares más sólidos de la Mecánica Cuántica.
Evitar las paradojas
Sin embargo, el nuevo trabajo muestra que un ordenador cuántico sería capaz de resolver problemas hasta ahora irresolubles si en vez de por curvas cerradas, se desplazara a través de “curvas temporales abiertas”, que no crean los problemas de causalidad anteriormente descritos. Esto se debe a que dichas curvas no permiten la interacción directa con cualquier cosa en el propio pasado del objeto: las partículas viajeras del tiempo (o, para ser más exactos, los datos que contienen) nunca interaccionarían con sí mismas.
Pra Mila Gu, de la Universidad de Singapur y director de la investigación, de esta forma “evitamos las paradojas clásicas, como la de los abuelos, aunque seguimos consiguiendo todos esos resultados extraños”.
“Cada vez que presentamos la idea -afirma por su parte Jayne Thompson, coautor de la investigación- todo el mundo dice que no hay forma de que esto pueda tener un efecto”. Pero sí que la hay. Las partículas enviadas de esta forma a través de un bucle temporal pueden, de hecho, ganar un enorme poder de “super computación”, incluso si jamás interactúan con nada del pasado. “La razón se debe a que algunos datos se almacenan en las correlaciones de entrelazado: y esto es precisamente lo que estamos aprovechando”, asegura Thompson.
Sin embargo, no todos los físicos piensan que estas líneas de tiempo abiertas tengan más posibilidades de manifestarse en el Universo físico que las líneas cerradas. Y pueden que tengan razón. Uno de los principales argumentos en contra de la existencia de curvas temporales cerradas es que nadie, que sepamos, nos ha visitado nunca desde el futuro. Un argumento que, por lo menos, no es válido con las curvas temporales abiertas, ya que en ellas cualquier mensaje procedente del futuro resultaría bloqueado.
El debate sobre la viabilidad física de las líneas de tiempo es complejo, con físicos divididos sobre si las trayectorias abiertas son más plausibles que las cerradas. La ausencia de voisitantes del futuro argumenta contra las curvas cerradas CTCs), pero las líneas abiertas, al bloquear mensajes, evitan la paradoja.
Curvas Cerradas de Tipo Tiempo (CTCs): Son trayectorias donde un objeto vuelve a su propio pasado, teóricamente permitiendo viajes en el tiempo, pero generan paradojas lógicas.
Argumento de los Visitantes: La falta de observadores del futuro sugiere que las CTCs no son físicamente realizables en nuestro universo.
Líneas de Tiempo Abiertas: A diferencia de las cerradas, estas trayectorias no se buclan, bloqueando mensajes del futuro y evitando la paradoja de la abuela, lo que para algunos físicos las hace más “físicas”.
La física actual, en resumen, no permite el viaje al pasado tal como se describe en la ciencia ficción.
Claro que todo esto no impide que nuestra imaginación trabaje sin descanso, y, hemos llegado a pensar que, los alinígenas, somos nosotros mismos venidos del futuro. Los hombrecillos grises son humanos que, en el año 2.450 partieron de la Tierra hacia otros mundos, y, han regresado en el año 3.600 para visitar el mundo de su origen.
¡Humanos! Pues así resultamos ser.
Claro que sosp4echamos que existen multitud de mubndos que sustentan la vida, y, ¿por qué no? También inteligentes, civilizaciones que pudieron evolucionar hace miles de años y estar más adelantyada que la nuestra, otras por el contrario estarán en los albores de su existencia. Las insalvables distancias que nos separan y la falta de una adecuada tecno0logía, nos han impedeido hasta el presente cobnfirmar la existencia de otros seres.
Cuando estoy npensando sobre esta posibilidad, al final de muchas elucubraciones, conjeturas y teorías, me pregunto:
¿Si la Naturaleza ha dispuesto que estemos tan separado de otras Civilizaciones, por qué será?
Porque no os quepa la mkenor duda, “ellos” también lo tienen complicado para llegar a nosotros.
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por Emilio Silvera ~
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