Biología de las Estrellas, y, la Vida

¿Es viejo el universo?

“Las cuatro edades del hombre: Lager, Aga, Saga y Gaga”.

Nebulosas donde nacen estrellas de segunda generación y planetas

Cuando pensamos en la edad y el tamaño del universo lo hacemos generalmente utilizando medidas de tiempo y espacio como años, kilómetros o años-luz. Como ya hemos visto, estas medidas son extraordinariamente antropomórficas. ¿Por qué medir la edad del universo con un “reloj” que hace “tic” cada vez que nuestro planeta completa una órbita alrededor de su estrella madre, el Sol? ¿Por qué medir su densidad en términos de átomos por metro cúbico? Las respuestas a estas preguntas son por supuesto la misma: porque es conveniente y siempre lo hemos hecho así.

Ésta es una situación en donde resulta especialmente apropiado utilizar las unidades “naturales”; la masa, longitud y tiempo de Stoney y Planck, las que ellos introdujeron en la ciencia física para ayudarnos a escapar de la camisa de fuerza que suponía la perspectiva centrada en el ser humano.

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

El Universo se expande y Evoluciona a medida que el Tiempo pasa, las cosas, los objetos que lo conforman se transforman en otros diferentes por las interacciones y las energías que están presentes a través de las Fuerzas de la Naturaleza que siguen su camino sin tener en cuenta que nosotros estamos aquí, como observadores, supeditados y abocados a lo que, del Universo, del que formamos parte y del que proceden nuestros átomos evolucionados que han podido llegar a conformar un cerebro, una Mente casi tan compleja como el universo mismo. Sin embargo, nada podremos hacer contra esas fuerzas de la Naturaleza que, de pasar cerca de nosotros, nos podrían destruir con una simple ráfaga de radiación gamma enviada por una explosión supernova.

                                                             Sabemos la edad del Universo que vemos

La edad actual del universo visible ≈ 10⁶⁰ tiempos de Planck

Tamaño actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ longitudes de Planck

La masa actual del Universo visible ≈ 10⁶⁰ masas de Planck

Superclusters

El universo 1000 millones de años luz (307 Mpc) alrededor de la Tierra, mostrando el supercúmulo local y los vacíos

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

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

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

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

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

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

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

Mirando la imagen ¡puedo ver tantas cosas! Al igual que las galaxias, algún día muy lejano aún en el tiempo, nuestro Universo morirá, la imparable Entropía que acompaña el paso de eso que llamamos tiempo, lo deteriora todo y, el universo, a medida que el tiempo transcurre, verá, como sistema cerrado que es, minorada su energía para poder realizar trabajo que su dinámica actual nos muestra. Ni los átomos se moverán, todo quedará estático y el frío será el dueño y señor que reine en un universo muerto por congelación, el cero absoluto se habrá adueñado de la situación, y, todo, sin excepción, se encontrará solo frío y muerto.

¿Por qué nuestro universo no es mucho más viejo de lo que parece ser? Es fácil entender por qué el universo no es mucho más joven. Las estrellas tardan mucho tiempo en formarse y producir elementos más pesados que son las que requiere la complejidad biológica. Pero los universos viejos también tienen sus problemas. Conforme pasa el tiempo en el universo el proceso de formación de estrellas se frena.

Todo el gas y el polvo cósmico que constituyen las materias primas de las estrellas habrían sido procesados por las estrellas y lanzados al espacio intergaláctico donde no pueden enfriarse y fundirse en nuevas estrellas. Pocas estrellas hacen que, a su vez, también sean pocos los sistemas solares y los planetas. Los planetas que se forman son menos activos que los que se formaron antes, la entropía va debilitando la energía del sistema para realizar trabajo. La producción de elementos radiactivos en las estrellas disminuirá, y los que se formen tendrán semividas más largas. Los nuevos planetas serán menos activos geológicamente y carecerán de muchos de los movimientos internos que impulsan el vulcanismo, la deriva continental y la elevación de las montañas en el planeta. Si esto también hace menos probable la presencia de un campo magnético en un planeta, entonces será muy poco probable que la vida evolucione hasta formas complejas.

Galaxias que se alejan de las otras que, con su mirada triste, no lo pueden impedir, ¿hacia donde van? ¿Cuál será su destino?

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

Probablemente no es fácil mantener una larga vida en un planeta del Sistema solar. Poco a poco hemos llegado a apreciar cuán precaria es (de hecho, hace unos pocos días que pasó por nuestras cercanías un objeto de 500 Km de diámetro que, si hubiera tenido una trayectoria un poco más cercana a nosotros…). Dejando a un lado los intentos que siguen realizando los seres vivos por extinguirse a sí mismos, agotar los recursos naturales, propagar infecciones letales y venenos mortales y emponzoñar la atmósfera, también existen serias amenazas exteriores.

Algo así podría ser un gran problema, y, ni nuestras más avanzadas tecnologías están preparadas para evitar el drama que supondría la visita de un gran meteorito que, con varios cientos de kilómetros de diámetro, pudiera contactar con la Tierra.

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

La caída en el planeta de uno de estos enormes pedruscos podría producir extinciones globales y retrasar en millones de años la evolución. Sin embargo, no sería descabellado pensar que, en la posibilidad de que, en función de la masa del objeto caído contra nosotros, incluso podría extinguir toda la vida del planeta durante muy, muy largo tiempo. Sí, lo más problable es que comenzara de nuevo después. Lo que no es seguro es de que, nosotros, volviéramos a ser los “amos” del mundo.

Cuando comento este tema no puedo evitar el recuerdo del meteorito caído en la Tierra que impactó en la península de Yucatán hace 65 millones de años, al final de la Era Mesozoica, cuando según todos los indicios, los dinosaurios se extinguieron. Sin embargo, aquel suceso catastrófico para los grandes lagartos, en realidad supuso que la Tierra fue rescatada de un callejón sin salida evolutivo. Parece que los dinosaurios evolucionaron por una vía que desarrollaba el tamaño físico antes que el tamaño cerebral. Para nosotros, los humanos, el suceso fue la vía que nos permitió venir a este mundo.

La desaparición de los dinosaurios junto con otras formas de vida sobre la Tierra en aquella época, hizo un hueco para la aparición de los mamíferos. Se desarrolló la diversidad una vez desaparecidos los grandes depredadores. Así que, al menos en este caso concreto, el impacto nos hizo un gran favor, ya que hizo posible que 65 millones de años más tarde pudiéramos llegar nosotros. Los dinosaurios dominaron el planeta durante 150 millones de años; nosotros, en comparación, llevamos tres días y, desde luego, ¡la que hemos formado!

En nuestro sistema solar la vida se desarrolló por primera vez sorprendentemente pronto tras la formación de un entorno terrestre hospitalario.  Hay algo inusual en esto.

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

Darwin nos decía que, en cualquier charca caliente bañada por los rayos del Sol, podría surgir la vida vigorosa y dispuesta a quedarse, otra cosa era si al final, podía conseguirlo. ¿Podremos nosotros?

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

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

Aquí, en nuestra casa, tuvimos la suerte de que se reunirán todas aquellas circunstancias necesarias para que la vida, tal como la conocemos, pudiera estar presente. Ahora nosotros, como observadores del Universo, podemos contar muchas cosas y, tratar de saber, muchas más,

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

En realidad, todo esto de lo que arriba hablamos, es fácil de comprender y, gracias a ello, es posible nuestra presencia aquí. Las estrellas hicieron posible ese hecho que, de momento, sólo hemos podido observar en la Tierra. Sin embargo, como el Sistema Solar tenemos otras posibilidades  “cercanas” de poder despejar la incógnita de la vida en otros lugares lejos de la Tierra, la esperanza de encontrarla es grande, y, por otra parte, solamente en nuestra galaxia se ha estimado la existencia de unos quinientos mil planetas como la Tierra, y, si eso es así…¡La vida estará servida! también el el espacio exterior y lejos dem nuestras fronteras del Sistema Solar.

¿Qué cuando podremos ir a visitarlos? La respuesta a esa pregunta requiere mucho, mucho, muchísimo tiempo y, no sería de extrañar que, los visitados fuésemos nosotros.

emilio silvera

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