UNIVERSO CERRADO, UNIVERSO ABIERTO Introducción

UNIVERSO CERRADO, UNIVERSO ABIERTO
Introducción
Admitido ya el Big Bang, los astrofísicos pueden hacer
predicciones muy detalladas de extraños fenómenos
celestes, y pueden también comprobarlas. Los cosmólogos
pretenden deducir el destino natural del Universo, y llegan
hasta los linderos de la metafísica y la religión.
El universo, ¿cerrado o abierto?
A partir de 1965, el Big Bang fue admitido
prácticamente por todos los astrónomos, al menos como
hipótesis de trabajo. Había sido puesto en circulación para
explicar la expansión del universo, observada por Hubble y
explicable en el marco de la relatividad, y resultó también
capaz de prever la radiación de fondo. Desde entonces, se
han producido otras comprobaciones empíricas de
consecuencias de dicha teoría, tanto en la previsión y
explicación de fenómenos acaecidos en las estrellas, como
del comportamiento de las partículas elementales en los
gigantescos aceleradores de partículas (Como el del CERN,
en Suiza).
El modelo teórico del Universo admitido, indica que las
masas estelares, en su movimiento de expansión, vienen
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siendo frenadas por la atracción mutua, y por tanto la
velocidad de fuga está disminuyendo continuamente. Este
frenado, sin embargo, es cada vez menos intenso, a medida
que las estrellas se alejan del centro de gravedad del
Universo. Como consecuencia de este frenado, pueden
pasar tres cosas:
1) El frenado, aunque decreciente, podría ser
suficientemente fuerte como para detener completamente la
expansión en un lejano futuro. Inmediatamente vendría un
acercamiento de las estrellas entre sí, debido a la gravedad,
que provocaría una aceleración creciente hasta que todas las
masas se encontraran en un punto (lo que se conoce como
'Gran Colapso' o 'Big Crunch'). Tal vez entonces podría
empezar un nuevo Big Bang, reiniciándose un ciclo que se
podría repetir hasta el infinito. Este tipo de Universo se llama
cíclico o cerrado.
2) El frenado no podría llegar a detener nunca la
expansión, que seguiría hasta el infinito en el espacio y en el
tiempo (a menos que intervinieran causas sobrenaturales).
La densidad del Universo se iría haciendo cada vez menor, la
materia tan desperdigada y la temperatura tan igual que no
sería posible la vida ni ningún movimiento, aparte del de la
expansión. El Universo llegaría a la muerte térmica en un
proceso irreversible. Este tipo de Universo se llama Universo
abierto, y puede haberse producido una sola vez.
3) En un caso límite entre los dos anteriores, cuyas
implicaciones son difíciles de hacer, el Universo sería plano.
La determinación del carácter real del universo,
abierto, cerrado o plano, es una tarea que a primera vista
parece imposible, pero los científicos no se han arredrado
ante ella. Este carácter depende de la cantidad de masa que
posea el Universo: si la masa fuera muy grande, las fuerzas
de atracción vencerían a la expansión y el Universo sería
cerrado. Si la masa fuese muy pequeña, el Universo sería
abierto. Y si la masa tuviera un cierto valor intermedio, ya
conocido, al que se llama masa crítica, entonces el Universo
sería plano.
La cacería de masas
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La masa crítica es pues la frontera entre tipos de
Universo diferentes. Si se conociera la masa total del
Universo, se podría conocer su carácter (si es abierto,
cerrado o plano).
En las últimas décadas se ha realizado, y sigue en
curso, una gigantesca 'cacería de masas' por todos los
medios posibles (cada vez más perfeccionados), desde la
superficie de la tierra, desde el espacio exterior por medio de
satélites astronómicos, y hasta desde debajo de la tierra con
detectores situados en el fondo de minas desactivadas.
Debajo de la tierra, en dichas minas, se hallan los
detectores de neutrinos. Estas partículas son muy
abundantes, de forma que si tuvieran una cierta masa (muy
pequeña), ellos solos podrían causar que el Universo fuera
cerrado. Pero son partículas muy elusivas, pues, por su
pequeñez, para ellas la misma Tierra es más transparente
que un vidrio de ventana para un rayo de luz: pueden
atravesarla sin ninguna colisión. Por eso hay que detectarlos
en estanques de grandes dimensiones, dotados de sensores
muy perfeccionados, y protegidos de los rayos cósmicos, lo
que exige que estén bajo tierra.
Se ha explorado, al parecer, en forma gruesa, más del
90% del Universo, como se sabe por las velocidades de
escape de las galaxias más lejanas, que pasan el 90% de la
velocidad de la luz.
El Universo, ¿abierto?
Al parecer la masa del Universo es del 5%, más o
menos, de la masa crítica. Este valor, aún no suficientemente
comprobado (¿lo estará algún día?) indicaría un Universo
abierto.
Pero este resultado no es aún seguro.
Sin embargo, desde 1973, la mayoría de los
astrofísicos de relieve opinan que efectivamente, es abierto.
Martín C. E. Huber y Gustav A. Tamann, científicos
suizos, decían en 1978, suponiendo ya un Universo abierto1:
1
Huber; Historia y Futuro...
42
"...la expansión del Universo ya no se detendrá
jamás y por nada... su combustible nuclear terminará por
agotarse, el firmamento quedará invadido por la obscuridad".
Analizan luego la pequeñísima probabilidad de
obtener, a partir del Big Bang, un Universo que permita la
vida, y concluyen:
"A pesar de la gran improbabilidad de nuestro
Universo que se desprende de todas estas consideraciones,
por el hecho de que tiene un comienzo claramente definido y
que seguirá expandiéndose, que seguirá existiendo hasta el
infinito, debe sacarse la conclusión de que se ha producido
una sola vez”.
Hacen notar su extrañeza ante lo tendencioso de
algunos autores:
“...la mayoría de los libros de texto de astronomía aún
afirman que el Universo es cerrado... hasta hace tres años
(ellos hablan en 1978) la mayoría de los astrónomos
compartían esta opinión. No se sabe muy bien por qué.
Probablemente han intervenido en ello una serie de ideas
que se sustraen a la objetivación.
Un artículo de "Scientific American" (agosto 89, pág.
10) titulado "Orgullo y Prejuicio", de Tony Rothman, comenta
el trabajo de investigación de 10 años llevado a cabo por un
selecto equipo de la Universidad de Yale.
El equipo había estudiado las cantidades de Litio-7
existentes en la materia, y había calculado la densidad de
materia del Universo para poder producir esos valores. Por
primera vez obtuvieron la masa del Universo enmarcada
entre dos márgenes de confianza estadísticos: límite inferior
de dos veces la desviación standard, 2% de la masa crítica;
límite superior, también de dos voces la desviación standard
10% de la masa crítica. Promedio, 6% de la masa crítica. En
una distribución normal, indicaría que la probabilidad de que
la masa supere el 10% de la masa crítica, es del 1%.
Se deduce que el Universo no puede ser cerrado,
como ya otras veces se ha dicho, al menos con la materia de
los tipos hoy conocidos. Comenta Rothman: "Un prejuicio
cosmológico corriente es que el Universo debe estar en el
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límite entre abierto y cerrado. El Cosmos, sin embargo, no
parece ser afectado por este prejuicio2.
En 1975, extrañamente muchos daban por supuesto
que el Universo era cerrado, como nos hacen notar Huber y
Tamann; en 1989, 14 años después, Rothman se queja de
que, extrañamente, muchos piensan que está en el límite
entre cerrado y abierto. Se ve que algo han progresado en 14
años, y que tal vez dentro de 14 años más ya digan que es
abierto... mientras van ganando tiempo a ver si encuentran
alguna salida que cuadre más con sus prejuicios.
El malestar de ciertos científicos serios, como se
puede ver se basa en la pérdida de la honradez intelectual, la
claridad y la sinceridad, que en otro tiempo han presidido las
relaciones de los científicos entre ellos y con el público en
general.
Las opciones del universo cerrado
Ya en el año 1930 R.C. Tolman, científico de gran
talla, mostró que un universo cerrado tendría oscilaciones
amortiguadas, es decir, las oscilaciones no pueden ser
periódicas e infinitas. El universo cerrado no sería, pues, más
que una variante del abierto y, como él, exigiría un comienzo
por una sola vez (Jaki, "The Savior...", p. 104; el libro de
Tolman es "Relativity, Thermodynamics and Cosmology",
Clarendon Press, Oxford, 1934).
Treinta años más tarde, P.C.W. Davies insistió en lo
mismo, que ya había sido olvidado, como si fuera una
novedad.
Al parecer, la opción de un universo que se repite
periódicamente por tiempo infinito, con oscilaciones no
amortiguadas, no es compatible con los datos de la física
actual. (Dicus… “El Futuro…” p. 60 y ss.)
La Supernova 1987 A
"Uno de los espectáculos más grandiosos de la
naturaleza es el estallido y colapso de una estrella de gran
2
Rothman; Pride and...
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tamaño. En grandeza y potencia, nada se le puede
comparar."
Así empiezan Stan Woosley y Tom Weaver ("Scientific
American", agosto 1989, pág. 24 y ss.) un artículo en que se
pueden aquilatar, a grandes rasgos, los logros y la fiabilidad
de la Astrofísica actual, que resumimos parcialmente a
continuación.
Hasta 1987, la última supernova próxima observada
había sido la de 1604, un poco antes de la invención del
telescopio. Su estallido sucedió en nuestra propia galaxia, la
Vía Láctea. El famoso Johannes Kepler, que la observó, sólo
al ojo pudo comprobar su brillantez y su duración. Los
telescopios revelan cada año una docena, más o menos, de
acontecimientos similares, pero en galaxias muy lejanas.
El 23 de febrero de 1987, a las 7:36 a.m., hora
universal, una ráfaga de neutrinos llegó a la Tierra desde la
supernova más brillante en los últimos 383 años. En ese
momento los detectores de neutrinos Kamiokande II (en una
mina de plomo de Japón), y el IMB (en una mina de sal en
los Estados Unidos), registraron simultáneamente la captura
de neutrinos, fenómeno muy raro. El detector de Baksan, en
la URRSS, señaló la presencia de partículas anómalas en el
mismo instante. Unas horas después llegaron las ondas
luminosas.
Dos horas después de la llegada de los neutrinos, un
aficionado de Nueva Zelanda, Albert Jones, sin saber nada
de ello, miraba la Nebulosa de Magallanes, que tenía su
aspecto normal. Una hora más tarde, el australiano Robert
McNaught fotografió (en forma automática) la misma región
del cielo, y recién al día siguiente pudo ver en sus fotografías
el suceso: un nuevo sol brillaba en el Hemisferio Sur.
La supernova 1987 A había sido descubierta. Se la
veía muy brillante a simple vista, en las siguientes noches.
Todos los instrumentos astronómicos a mano la enfocaron,
desde el observatorio de Las Campanas (Chile), desde
Australia, desde todos los satélites que disponían de
telescopio.
La estrella que había estallado era conocida desde
tiempo atrás: era la llamada Sanduleak-69° 202, tenía una
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masa 18 veces la del Sol y una edad de 10 millones de
años. Agotados sucesivamente sus combustibles
nucleares —primero, hidrógeno; después, helio, carbono,
oxígeno y silicio—, en 10 segundos se contrajo hasta un
diámetro de 20 millas, emitiendo en esos 10 segundos más
energía de la que emitirá el Sol en los próximos 10 mil
millones de años. Su distancia a la Tierra, de 160,000 años
luz, es suficientemente "pequeña" para ser muy asequible a
la observación. Su explosión se produjo, pues, hace 160,000
años.
Se disponía de modelos matemáticos para simular
este proceso. Fueron actualizados con los parámetros de la
estrella, y se empezó a contrastar los datos medidos con los
resultados de la simulación.
Las supernovas son algo más que espectáculos
lejanos: fabrican y diseminan las semillas de la vida, pues
sólo los elementos más simples y ligeros, hidrógeno y helio,
se formaron en la bola de fuego inicial del Big Bang. La
mayor parte de los elementos más pesados, incluyendo el
carbono que forma nuestros tejidos, el hierro que está en
nuestra sangre, y el oxígeno que respiramos, han sido
generados en supernovas mucho antes de constituirse el
sistema solar.
El brillo de la SN 1987 A (antes Sanduleak -69° 202)
fue descendiendo paulatinamente, hasta desaparecer a los
80 días.
Actualmente Sanduleak -69° 202 es una estrella de
neutrones, que emite luz pulsante (2,000 ciclos por segundo,
lo que sugiere una fantástica rotación alrededor de un eje).
Woosley y Weaver señalan las conclusiones de estos
dos años de trabajo masivo de los astrónomos:
Se ha observado un acuerdo casi completo entre las
previsiones de la teoría y las observaciones (sólo un par de
anomalías: los detectores de ondas de gravedad de Roma y
de Maryland, detectaron ondas anormales, simultáneamente,
4 horas antes que Kamiokande II y de IMB; y una radiación
lumínica inexplicada, que apareció a los 7 meses, para luego
desaparecer).
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Es muy significativo que todos los neutrinos hayan
llegado en forma bastante compacta, y sólo unas horas antes
que la luz. Algunos suponen que el Universo debe tener una
cantidad de masa que no se sabe dónde está, y que tal vez
esté en los neutrinos. Pero por la forma que llegaron —dicen
los autores— se deduce que su masa es negligible y ni de
lejos pueden suponer la 'masa faltante' (Que faltaría para que
el Universo fuera cerrado, pero que no hace ninguna falta si
es abierto)3.
¿Autocreación del Universo?
Isaac Asimov, conocido vulgarizador científico, da su
opinión sobre el origen del Universo con su acostumbrada
amenidad.
Reconoce sus preferencias personales por un
Universo cerrado: "Un Universo cerrado es bello, un Universo
abierto no lo es.”4. Respetamos sus preferencias, pero lo que
hay que buscar en ese caso es la verdad. Un Universo
cerrado sería, para muchos, de un aburrimiento y de una
crueldad infinitas.
"Me atrae la noción de un Universo cerrado: es cíclico
y claro y ofrece una nueva oportunidad de vida en cada
oscilación. Por consiguiente deseo que exista.”5.
Considerando la posibilidad de que el Universo sea
abierto, dice6: “¿Surge de la nada? ¿O estaremos obligados
a reconocer un Creador Divino?".
A continuación, esboza un argumento que muestre la
posibilidad de la autocreación del Universo, a partir de la
nada. Supone un átomo primario, de gran masa, al que llama
'holón', en dos versiones: holón positivo y holón negativo.
Suman cero. Dado que su suma es cero, tal vez pueda salir
una pareja de ellos de la nada. Este tipo de argumento es
casi irrefutable, de puro absurdo; sólo se nos ocurre aplicarlo
a un caso similar: dados dos gemelos idénticos, uno que
3
Woosley; The Great...
Asimov; Contando... Pág. 221
5
Asimov; Contando... pág. 220
6
Asimov; Contando... pág. 211
4
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tiene cien dólares y el otro que debe cien dólares, lo que
suma cero; luego los gemelos no necesitan padre ni madre.
En un nivel mucho más alto, el inglés Stephen W.
Hawking, científico de talla, desde su silla de ruedas, también
sueña con la idea de una autocreación. En sus conferencias
y en su libro de vulgarización7, Hawking parece un
convencido de que antes del Big Bang no había nada del
Universo. O sea, mejor dicho, que el Big Bang es el
comienzo absoluto. En el dilema de acudir a un Dios creador
o a la autocreación, intenta encontrar una ecuación que
pueda explicar la autocreación. Al parecer, todavía no la ha
encontrado.
Podemos apostar a que nunca la encontrará: una
ecuación que representa una ley, tiene una existencia
parásita (o accidental): existe en los cuerpos que la cumplen,
no existe por sí misma (como pensaba Platón). Por
consiguiente, no habiendo cuerpos no hay ley ni ecuación
ninguna, y menos puede ser creadora.
Ni qué decir que estas elucubraciones de Asimov,
Hawking y otros, no son ciencia: ni física, ni matemáticas, ni
se basan en datos experimentales. Lo que dicen de la
autocreación no es científico: es metafísica pura, y de la
mala.
¿Física o Metafísica?
Cuando se informa de estos temas del Big Bang a
personas que no conocen nada de ellos, aunque tengan
cultura, se pueden observar muchas reacciones raras.
A veces, cuando hay confianza, reaccionan con
insultos al informante, creyendo que les toma el pelo; otras
inician largos argumentos que no tienen nada que ver con el
asunto, como cortinas de humo; otras se ponen pálidas e
incluso tiemblan. Y esto sucede a personas católicas
practicantes y también a ateos recalcitrantes, pasando por
toda la gama intermedia.
7
Hawking; Historia del...
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Como ha dicho el científico norteamericano Jastrow,
“estos descubrimientos (del Big Bang) son fascinantes, en
parte por sus implicaciones teológicas, en parte por las
peculiares reacciones de los científicos ante ellos"
(Interpress, Lima, diciembre 1990).
Y es que la Cosmología hace plantear hoy las grandes
preguntas de siempre (Dios, y el destino del hombre) en una
forma particularmente dramática.
Los argumentos que apelan a la auto-creación son
también —con el debido respeto a la categoría de las
personas que los formulan— perfectamente descabellados,
una reacción fuera de toda lógica.
De la pura nada no puede salir nada. Si existe algo,
siempre existió algo (o Alguien). Precisamente porque lo
entienden así, tantos materialistas se aferran obsesivamente
al Universo cerrado.
Si de la nada pudieran salir seres —de uno en uno, o
por parejas, qué más da—, en cualquier momento podrían
aparecer los dioses del Olimpo que, según la mitología
griega, emergieron de la noche de los tiempos. Algunos
científicos y vulgarizadores no ofrecen ciencia, ni filosofía,
sino pura mitología.
Es admirable la ignorancia en aspectos filosóficos o
religiosos de gente, que podría y debería saber más. Una
muestra de tales carencias no viene mal:
Dice Asimov: "La Biblia dice: 'En el principio Dios creó
el cielo y la tierra'; y si otras religiones y filosofías no
emplearon estas mismas palabras, compartieron el concepto
de que todo había sido creado de una vez"8.
A eso los cristianos han respondido desde hace dos
mil años, afirmando que los 7 días de la creación, indican
cada uno un período indeterminado de tiempo.
Por otra parte, ya San Agustín había hablado de la
creación de las famosas "rationes seminales", semillas de
seres, que evolucionan o se desarrollan con el tiempo, como
una hipótesis compatible con el relato de la Biblia.
8
Asimov; Contando los... Pág. 184
49
Otra: "En realidad, si se podía prescindir de la noción
de creación divina (cosa nada fácil en los siglos XVIII y XIX)
el Universo podía ser infinitamente antiguo"9.
No; no era difícil en el siglo XVIII, y menos antes: el
Universo, si no era eterno, al menos lo parecía. ¡Ahora es
cuando es difícil prescindir de la noción de la creación divina!
a partir de los hallazgos del Big Bang y del Universo abierto.
Hawking, que, debido a su enfermedad, ha renunciado
a abordar problemas físicos complicados, se ha lanzado
hacia las preguntas radicales, que son claramente
metafísicas o religiosas. En su libro10 distorsiona la postura
del Papa. Afirma que Pío XII declaró como dogma católico la
expansión del Universo, lo cual es ridículo. Su única base es
el discurso que hemos mencionado antes; todo el mundo
sabe que, desde lo que dice ocasionalmente un Papa —y
que además en ese caso concreto fue muy prudente y
matizado— hasta una declaración dogmática, media un
abismo.
Hace decir a Juan Pablo II que "estaba muy bien
estudiar la evolución del Universo después del Big Bang,
pero que no deberían investigar el Big Bang mismo porque
ese fue el momento de la Creación y por tanto obra de Dios".
La documentación que recogió en su momento las palabras
del Papa en esa ocasión, publicada en 1983 en el Vaticano,
dice que Juan Pablo II hizo notar que no entra en la
competencia de la Física estudiar el origen del Universo en el
aspecto de su creación de la nada11.
Su libro de vulgarización, del que extraemos estas
frases, contiene un prólogo del materialista Carl Sagan, que
dice textualmente: "La palabra Dios llena estas páginas". Es
verdad, pero para ver cómo puede eliminarlo. Trata de
hacerlo, sin conseguirlo. Al final del libro, Hawking recoge
velas: Aunque hubiera una sola teoría unificada posible (para
el Universo), sería sólo un conjunto de reglas y ecuaciones.
¿Qué es lo que infunde vida a las ecuaciones y construye un
Universo que puede ser descrito por ellas? La perspectiva
9
Asimov; Contando los... pág. 185.
Hawking; Historia del...
11
Artigas; El hombre...
10
50
habitual de la ciencia, que consiste en construir un modelo
matemático, no puede responder a las preguntas de por qué
debería existir un Universo real descriptible por ese modelo.
¿Por qué el Universo se toma la molestia de existir?"12.
Hawking no contesta a su pregunta. La respuesta
podría llevarle muy lejos, y no parece dispuesto a permitirlo.
Conclusión
La ciencia, en su desarrollo casi milagroso, parece
capaz de descifrar el origen y el destino del Universo. Pero,
aunque se consigan teorías que expliquen satisfactoriamente
todos los fenómenos conocidos, ¿no podría suceder que en
el futuro fueran abandonadas, en favor de otras que
expliquen lo mismo y más? La Cosmología de Ptolomeo era
satisfactoria en su momento. ¿Serán más seguras que ella
las teorías del Big Bang o del Universo abierto? en otras
palabras ¿Pueden las teorías científicas pretender veracidad
ontológica?
Algunos científicos opinan que sí, que la ciencia tiende
a la verdad en forma, aunque oscilante, convergente e
irreversible.
La cosmología, apoyándose en la Física, la Química y
la Astronomía, puede estudiar el pasado del universo. Si ha
habido creación, la información quedará bloqueada en el
instante inicial: no se podrá saber nada del "antes". Y esto
es, justamente, lo que parece estar sucediendo. No es una
prueba de la Creación: el bloqueo informativo podría deberse
a otras causas. Pero sí es un indicio. Un indicio
suficientemente fuerte para desbaratar materialismos
"científicos".
Mariano Artigas, en coincidencia con muchos otros
sabios, dice al respecto:13
12
13
Hawking; Historia... pág. 196
Artigas; Las Fronteras... pág. 33
51
"Aunque la Física no permita probar la Creación y la
Providencia,
las
teorías
cosmológicas
actualmente
predominantes parecen hechas a su medida.
Evidentemente no es así: son teorías que se discuten
y valoran con los mismos cánones que cualquier otra teoría
científica, independientemente de sus posibles implicaciones
en otros ámbitos.
Pero precisamente esto hace que los indicios que
proporcionan tengan más fuerza."
"En definitiva, el razonamiento muestra que el
Universo debe ser creado por Dios, puesto que, si esto no se
admite, debería afirmarse que el Universo material posee
propiedades divinas, lo cual es contradictorio. Este
razonamiento va más allá de los conocimientos de la ciencia
experimental, que sólo estudia las transformaciones entre
seres que ya existen, y no la creación de la nada. Pero la
ciencia
proporciona
indicaciones
válidas
para
el
razonamiento que lleva hasta Dios: la historia del Universo,
tal como es descrita por la Física, es un buen ejemplo".