EL ORIGEN DEL UNIVERSO

El “Big Bang” se ha convertido en un concepto sobre el cual expertos y legos hablan por igual.

En años recientes importantes descubrimientos han confirmado este modelo sobre el origen del universo.

Según éste hace 15.000 millones de años una gran explosión dio origen a todo lo que existe hoy.

Cuando publicaciones científicas y laicas han tratado el tema, muchos han inferido que la ciencia ha explicado el origen del universo (como antes lo hizo con el hombre) y que, por lo tanto, “Dios no es necesario”.

Este artículo explica breve y sencillamente las evidencias a favor de la idea de un universo en expansión y su relación con el origen del Universo. También pretende dar una perspectiva equilibrada sobre la teoría del Big Bang y sobre sus efectos en la fe.

Contrario a lo que muchos piensan, este “descubrimiento” es una evidencia a favor de lo que los creyentes han venido diciendo por milenios.

¿Cuál es la solución última al origen del universo?

Las respuestas de los astrónomos son desconcertantes y extraordinarias.

Lo más notable de todo es el hecho de que en la ciencia, al igual que en la Biblia, el mundo comienza con un acto de creación.

Robert  Jastrow,  astrónomo, en “Until the Sun Dies” (1977)

Probablemente los seres humanos hayan anhelado siempre poseer una respuesta a la pregunta: “¿De dónde venimos?”. Los científicos se han proyectado más y más hacia atrás en el tiempo para investigar el origen de la tierra y ahora incluso el origen del universo en su totalidad. Para Aristóteles el universo era eterno, sin principio ni fin. En nuestros propios días, el astrónomo Fred Hoyle se ha pronunciado en términos semejantes para tratar de evitar lo que él denomina “condiciones iniciales arbitrarias”. Aunque la idea de un universo eterno ha satisfecho a muchos pensadores, los descubrimientos modernos la han hecho de más difícil aceptación. Hoy en día la mejor evidencia científica de que se dispone apunta a un principio real, no sólo de la materia y la energía, sino también del tiempo y del espacio.

Un universo en expansión.

El primer indicio de que el universo podía estar expandiéndose vino de un descubrimiento fortuito realizado en 1914. Mientras realizaba otras observaciones, al astrónomo Vesto Slipher notó que ciertas nebulosas espirales se alejaban de nuestro planeta y del sol a enorme velocidad. Captando la importancia de dicha observación, Edwin Hubble y Milton Humason enfocaron el telescopio gigante del Monte Wilson hacia otras nebulosas, ahora denominadas galaxias, Entre 1925 y 1930 Hubble y Humason midieron las velocidades y distancias recesionales de un número de galaxias suficiente para demostrar que se alejan de nosotros a velocidades proporcionales a su distancia de nuestra galaxia.

Si todas las galaxias se alejan de nosotros, y unas respecto de otras, es que el universo en su totalidad debe estar expandiéndose. Podemos visualizar dicho efecto de manera algo imperfecta observando lo que sucede al hinchar un globo en cuya superficie hemos dibujado una serie de manchas. (Con mayor precisión, los astrofísicos hablan de que nuestro universo se expande en un “espacio-tiempo” de cuatro dimensiones.)

Si imaginamos que retrocedemos en el tiempo descubriremos que las galaxias se hallaban más próximas entre sí que ahora. Cuanto más atrás en el tiempo, más cerca estarán unas de otras, de manera que es posible imaginar un instante en cual todas las galaxias se encontraban comprimidas en un volumen muy pequeño. Las ecuaciones de la teoría de la relatividad se han verificado experimentalmente con suficiente precisión para describir el comportamiento del universo y establecen que la compresión podría hacerse tan grande que el universo se convertiría en un punto sin dimensiones y en consecuencia de densidad infinita. La materia y la energía tal como las conocemos no existirían, y las nociones de espacio y tiempo no tendrían sentido.

La idea de un universo confinado en un punto supera casi la imaginación humana; los científicos lo denominan singularidad, un acontecimiento absolutamente único. Correspondería al principio del universo, o al menos a un momento antes del cual no es posible obtener información que tenga sentido. De manera que la evidencia científica de un universo en expansión apunta a un universo con un principio.

La radiación cósmica de fondo.

En 1965, dos científicos de los Bell Laboratories que trataban de poner en funcionamiento un potente nuevo radio receptor de microondas veían obstaculizados sus esfuerzos por un molesto “parásito”. Arno Penzias y Robert Wilson pensaron que habían encontrado la clave del problema cuando descubrieron un nido de palomas en la enorme antena, pero la expulsión de las aves no solucionó el problema del parásito. Continuaron investigando su origen hasta encontrarlo, un hallazgo que les valió el Premio Nobel de Física de 1978.

Penzias y Wilson observaron que la misteriosa radiación de microondas procedía de más allá de su receptor, de más allá de la tierra e incluso de más allá de nuestra galaxia. Parecía como si todo el universo emitiese un leve “fulgor” de radiación de microondas en cualquier dirección hacia la cual apuntasen su antena. Su descubrimiento, actualmente denominado radiación cósmica de fondo (que no debe confundirse con los rayos cósmicos), parece ser el remanente  diluído  del intenso calor y luz desprendidos en los momentos iniciales de la explosión primordial.

La radiación de fondo cósmico puede compararse al calor y la luz que desprende el rescoldo de un fuego. Esa radiación ya no se halla en la región visible del espectro electromagnético sino en la infrarroja. Podría decirse que el “rescoldo” de la bola de fuego original del universo se encuentra a estas alturas muy frío y no emite ya ni tan solo radiación infrarroja. En su lugar se desprende radiación de microondas, de longitud de onda mayor y menor energía, detectable solamente mediante receptores de alta sensibilidad. Como cualquier radiación, las microondas existen en forma de “partículas de luz”, llamadas fotones; los fotones de la radiación de fondo cósmico corresponden a una temperatura tremendamente baja, de tres grados por encima del cero absoluto.

Sorprendentemente, casi veinte años antes de su descubrimiento, el científico George Gamow había predicho la existencia de dicha radiación de fondo cósmico como resultado de su modelo “caliente” del universo. Utilizando el modelo de Gamow, Ralph Alpert y Robert Herman predijeron en 1948 que el enfriamiento gradual del universo desde su fase incandescente inicial debería conducir, en el momento presente, a una radiación de fondo correspondiente a una temperatura cinco grados por encima del cero absoluto. Hoy en día, la presencia universal de ese fondo de radiación de microondas convence a la mayoría de científicos de que el universo no sólo tuvo un principio sino que dicho principio tuvo lugar en forma de una gigantesca explosión o “Big Bang”.

Expansión a velocidad creciente.

Otra evidencia que apoya el Big Bang fue descubierta por Allan Sandage, de los observatorios del Monte Palomar y Monte Wilson. En 1974, tras muy detalladas observaciones y cálculos, publicó que las galaxias se alejan unas de otras a velocidades decrecientes. La observación de una deceleración tal en las galaxias es una indicación más de que, al igual que un reloj al que un día se le dio cuerda, el universo tuvo un inicio.

¿Podría darse un universo oscilante?

Algunos científicos siguen tratando de encontrar evidencias de que el universo es eterno. Un modelo propuesto por Ernst Pik sugiere que la “gran explosión” (Big Bang) fue en realidad un “gran rebote”, (Big Bounce) y que el universo se contrae y expande como un acordeón. Según Opik, el universo completaría un ciclo de expansión y contracción aproximadamente cada cien mil millones de años. Entre los que se sienten atraídos por la idea de un universo oscilante, que no necesita de ningún principio, figuran divulgadores científicos como Carl Sagan e Isaac Asimov.

Recientemente, sin embargo, se ha demostrado que incluso si el universo contuviera suficiente masa como para que su gravedad detuviera a la larga la presente expansión y provocase una contracción, dicho colapso no produciría un rebote. Así pues, parece que, o bien el universo se expande indefinidamente, o sufre un único ciclo de expansión y contracción.

Más allá de la ciencia.

Si toda la evidencia de que actualmente se dispone parece indicar que nuestro universo tuvo un inicio definido, cabe hacerse multitud de preguntas: ¿De dónde procede el universo? ¿Qué existía antes de que comenzara? ¿De dónde surgió la increíble energía para la conflagración cósmica que supone el Big Bang?
Puesto que las probabilidades de obtener evidencia concreta de antes del Big Bang son escasas, la mayoría de científicos coinciden con el geólogo Preston Cloud (“Cosmos, Earth and Man”, 1978) en que “tales cuestiones trascienden los límites de la ciencia”.

Algunos físicos, como Allan Guth, continúan buscando una nueva teoría física que pueda explicar el origen del universo ex nihilo (esto es, de la nada) y en conformidad con los principios de la mecánica cuántica. El vacío del cual el universo teórico de Guth emerge no es, sin embargo, un verdadero vacío, ya que contiene energía. Los intentos de derivar un auténtico ex nihilo para el universo mediante lo que se denomina “tunneling” cuántico se han visto frustrados hasta la fecha. La mecánica cuántica impone severa restricciones a la “producción de partículas virtuales”, y la relatividad general coloca límites muy rigurosos al origen del tiempo y el espacio.

Incluso si resultase posible desarrollar una teoría tal, quedarían aún preguntas fundamentales por responder: ¿Por qué existe algo en vez de nada? Las fuerzas de la naturaleza, ¿son realmente autónomas o fueron preconcebidas? ¿Cómo podemos justificar la existencia de un modelo previo tan elegantemente diseñado, capaz de crear un universo tan vasto y complejo de la nada?

Cuestiones de tal envergadura no pueden abordarse desde una perspectiva científica, sino filosófica. No tenemos porqué sorprendernos ni sentirnos incómodos si los descubrimientos científicos nos conducen a preguntas de esta índole. Por otra parte, los que esperan demasiado de la ciencia no podrán evitar una cierta decepción al comprobar que ésta posee limitaciones inherentes.

En cualquier caso, es preciso aceptar que la ciencia plantea continuamente interrogantes filosóficos que trascienden su propia competencia o esfera de actuación.

Publicado en “Mente abierta”, tomado de: En el principio… © G.B.U. Barcelona. 1992.

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