El
origen del universo
Carlos Pérez (diapositivas) y
Héctor L. Mancini (texto)
Departamento de Física, Universidad de Navarra
Diapositivas de enero de 2003, texto de enero de 2006
- Prólogo
- A.
El origen
del universo
físico
-
- El
Universo
estático
- La
relatividad general y los universos
dinámicos
- La
evolución de la materia
- Una
visión actual del universo y su
formación
- En
resumen
- B.
los origenes
según la fe
cristiana
-
- Las
ideas
del Génesis
- Definiciones
más recientes
- El
fin del
Universo
Nota:
Los números rojos entre
paréntesis son enlaces que permiten ver la diapositiva
correspondiente al texto en una ventana aparte.
 Prólogo
El siguiente escrito está dedicado a
comentar las
diapositivas que presentó el Prof. Carlos Pérez
García en sus dos conferencias del seminario "Ciencia,
Razón y Fe", que tuvo lugar en la primavera del
año
2005.
Carlos Pérez dejó este
trabajo inconcluso, sin
texto, por causa del trágico accidente que sufrió
el
31 de Julio de 2005 durante una excursión a la
montaña. Aunque no tuve la fortuna de asistir a ese curso,
las características universales de la ciencia
contemporánea permiten que otra persona cualquiera, como
quien escribe estos textos, pueda imaginar y completar aquello que
esa secuencia de imágenes intenta narrar.
No he introducido modificaciones en el orden de
las
fotografías, procurando respetar la línea
argumental
que de ellas se deduce. En un solo caso he citado una diapositiva
en un orden diferente, para lograr continuidad y claridad en el
texto; las diferencias que esto introduce son didácticas y
no afectan al contenido concreto, que espero haber respetado.
Cualquier diferencia, error u omisión respecto del contenido
de las conferencias, por supuesto, se debe a mi única
responsabilidad y pido anticipadamente disculpas por ello.
A mi entender hay tres diapositivas donde se fija
la
línea argumental. La primera, presenta el tema de la
conferencia bajo el único titulo de "El origen del
universo", aunque luego en su desarrollo tendrá dos enfoques
netamente diferenciados, uno puramente científico y el otro
bajo la perspectiva de la fe. Luego la diapositiva número 22
está vacía y Carlos la denomina "de
transición". Por fin la última, cierra la
conferencia
con la frase "El fin del universo". Nuevamente sin aclarar si es
según la fe o según la ciencia, lo que
también
sugiere el planteamiento de un final común para ambas
concepciones que, sin embargo, la diapositiva de transición
intenta separar netamente.
No es extraño que un
científico, un físico
católico, tenga esta forma de pensar. Como
científico, la búsqueda coherente de la verdad le
impide tomar cualquier atajo que se aparte del camino que le
proporcionan los fundamentos y la metodología de la ciencia.
Pero como católico, sabe muy bien por la fe, que
detrás de esa verdad empírica estará
siempre
Dios presente y que nunca lograremos en esta vida alcanzar la
Verdad en plenitud. Esta dualidad, genera una tensión de
superación y búsqueda permanente y nos hace ver
el
pensamiento científico como algo incompleto y en
elaboración continua. Cada realidad escrutada, nos remite
siempre a planos superiores del pensamiento con el convencimiento
de que Dios está detrás de ella, y que es nuestra
obligación analizar bajo qué forma se nos
presenta.
Creo suponer que por esta razón Carlos
no ha mezclado los
discursos y los ha separado con una diapositiva sin contenido,
neutra. Separa así dos discursos, manteniendo gran respeto y
coherencia en cada uno de ellos, pero simultáneamente,
preservando toda su identidad. Muchas veces la humanidad ha
intentado mezclar las cosas o eliminar uno de los enfoques y
normalmente, el resultado nunca ha sido demasiado bueno.
Hace ocho siglos Santo Tomás de Aquino
nos decía
por una parte, que no hay nada en nuestra mente que no haya pasado
primero por los sentidos, lo que parece una adhesión
completa al primer discurso, pero mantiene simultáneamente
un discurso dual, una doble fuente en el plano del conocimiento al
tratar la revelación. Esta postura fue confirmada en
numerosas ocasiones y se mantiene viva en la Iglesia hasta la
fecha. Como católico, también comparto esta
perspectiva y por lo tanto, tampoco me gusta mezclar.
Antes de terminar, Carlos presenta una antigua y
famosa
fotografía tomada en 1933, en la que aparecen juntos tres
científicos famosos: Robert Millikan, George
Lemaître
(creador del modelo del Big-Bang) y Albert Einstein. Como el
segundo es un sacerdote, se ha considerado significativa su
presencia junto a Einstein y en ocasiones, se la suele presentar
como un ejemplo del diálogo entre ciencia y fe. Debemos
señalar que esto es sólo parcialmente cierto.
Para comenzar, aunque uno era sacerdote y ambos
creían en
Dios, en la relación que tenían, ambos actuaban
como
científicos. Según algunos testigos, es sabido
que se
respetaron profundamente y se comprendieron muy bien. Sin embargo,
sin abandonar ninguno la perspectiva científica, no lograron
entenderse hasta el grado de compartir sus teorías sobre el
universo físico, a pesar de cultivar la misma disciplina
científica.
Por ello creemos que el llamado diálogo
entre ciencia y
fe no debe someterse a simplificaciones que lo menoscaben. Se trata
de una tarea sumamente compleja en la que no se deben emplear
argumentaciones sin pruebas fehacientes, expuestas al más
alto nivel posible. Cuando faltan las evidencias experimentales, un
diálogo de buena voluntad, aún
manteniéndose
dentro de una perspectiva puramente científica, solo permite
la exposición respetuosa de cada punto de vista. Recordemos
que detrás de muchos de los más grandes avances
científicos hubo personas religiosas como
Copérnico,
Newton, Lemaître y el mismo Galileo, que no mezclaron su fe
en sus realizaciones como científicos. También
hubo y
los hay, científicos de otras religiones y ateos, y cada uno
expone la verdad científica desde su propia perspectiva.
No debe extrañar entonces que en el
denominado
"diálogo entre ciencia y fe", puedan existir opiniones
distintas y discordantes. Muchas opiniones son sencillamente eso,
opiniones, que para colmo de males en nuestra sociedad actual,
suelen difundirse vulgarizadas en los medios de comunicación
masivos. La mayor parte de los más sonados desencuentros, no
pasa del nivel de discusiones estériles entre personas que
no pueden confrontar evidencias y a las que les gusta opinar sobre
cualquier ámbito de la ciencia, de la fe o de ambas. Cuando
hay una demostración experimental, se acaban las
disonancias.
Con esta idea como directriz, espero no haber
tergiversado el
pensamiento y el recuerdo de nuestro querido amigo Carlos
Pérez García.
Héctor L. Mancini
La consideración rigurosamente
científica del
origen del universo (1)
es un problema relativamente nuevo. Sin
embargo, su incorporación al pensamiento humano puede
considerarse como muy antigua (2).
Aunque nuestros conocimientos
sobre la historia humana oral y escrita tienen menos de 5.000
años, se desprende de distintos datos
arqueológicos
que el hombre tiene preocupación por el mundo en el que vive
y se forma ideas sobre el universo como un todo, desde mucho antes.
Podemos afirmar que los rastros se pierden en el tiempo.
Cuando el hombre se hizo agricultor,
necesitó escrutar
los cielos para regular mejor los períodos de siembra y
cosecha y así conseguir mayor eficiencia en su nuevo modo de
supervivencia. Entonces la observación de la naturaleza, y
fundamentalmente del comportamiento cíclico en los
movimientos de los cielos, se convirtió en una tarea
importante. Esa ocupación le permitió coleccionar
durante un par de milenios un conjunto de observaciones, que se
acumularon paralelamente a las diferentes teorías que
desarrolló para explicarlos.
Estas descripciones teóricas en
ningún caso pueden
ser consideradas como científicas, ni siquiera aquellas que
contienen aciertos descriptivos. No son científicas porque
faltan varios de los elementos que hoy consideramos básicos
para formar ese discurso. De cualquier manera, le proporcionaron al
hombre una visión de conjunto sobre lo que observaba y en
algunos fenómenos claramente recurrentes, le permitieron
incluso predecir futuras consecuencias, un objetivo básico
de la ciencia actual.No es el caso desarrollar aquí una
historia detallada de esos pasos iniciales. Las primeras
interpretaciones que analizaban las regularidades observadas
considerando las “esferas celestes”
(homocéntricas) pensadas para ubicar las estrellas
“fijas”, y la inclusión de los epiciclos y
deferentes para explicar los movimientos planetarios, fueron un
avance importante en la construcción de una primitiva
“ciencia de la totalidad” o
“cosmología”. Estas cosmologías
primitivas se desarrollaron y progresaron en verdaderas escuelas de
pensamiento que hoy se recuerdan junto a los nombres de Hiparco,
Apolonio, Aristóteles o Claudio Ptolomeo.
El primer modelo relativamente completo utilizado
para predecir
los movimientos celestes es el modelo geocéntrico que se
recuerda asociado al nombre de Claudio Ptolomeo I, quien
recopiló muchos datos de siglos anteriores. Este modelo
presenta la antigua concepción de un universo con la Tierra
en su centro y los planetas describiendo complicadas órbitas
sobre un fondo de estrellas supuestamente fijas. El problema
más importante que resolvió, fue la
descripción del movimiento planetario, incluida la Luna. La
palabra Planeta, que significa “errabundo”, nos permite
dar una idea del grado de abstracción necesario y la
dificultad del problema cuando es observado desde la Tierra.
Pese a esa dificultad, el problema fue resuelto y
con esas
teorías ya era posible comprender y predecir algunos
fenómenos como los eclipses, hasta entonces considerados
como acontecimientos misteriosos por los no iniciados. Reducido su
alcance a los planetas entonces conocidos, las teorías
explicaron o al menos describieron de manera bastante correcta los
movimientos de los astros. El del movimiento es el primer problema
que se debe resolver, y puede considerarse como el fundamento para
conseguir una descripción física del universo.
Durante casi dos milenios, la humanidad mantuvo la idea de
independencia de causas para movimiento de los astros y el
movimiento aquí, en la Tierra, una idea que, por ejemplo,
puede encontrarse en Aristóteles y en otros pensadores de la
Grecia Antigua.
Con esta idea de fondo, todas las
teorías sobre el
movimiento celeste invariablemente respaldaron la concepción
de un universo globalmente estático, estable y por lo tanto
inmutable y eterno.
La razón teórica que impone
ubicar en el centro de
la Tierra el sistema de referencia “absoluto” para
estudiar los movimientos, es la existencia de la fuerza de
“gravedad”. La falta de explicación para el
origen de esta fuerza utilizando sólo el “sentido
común”, mantendrá durante 18 siglos el modelo
geocéntrico como la solución más
lógica. El modelo heliocéntrico, que
también
había sido propuesto en épocas antiguas,
carecía de una base de datos experimentales que motivaran su
utilización de forma preferente y en este sistema, se debe
considerar a la Tierra en movimiento. Esta ubicación
preferente para el “centro del universo”, debió
esperar para su respaldo general a la aparición del libro de
Nicolás Copérnico en 1543, a las extraordinarias
observaciones astronómicas de Tycho Brahe (1546-1601) y a su
utilización por Johannes Kepler. Hasta entonces, el modelo
heliocéntrico no presentaba ventajas evidentes y en cambio
presentaba serias desventajas.
A pesar del avance que significó en el
cálculo de
las órbitas y fundamentalmente en la comprensión
global del movimiento planetario, el modelo heliocéntrico
tardó muchos años en ser aceptado (probablemente,
por
los problemas asociados a la explicación de la existencia de
la fuerza de gravedad). Pero pocos años después,
con
los primeros pasos de la nueva ciencia experimental, el modelo
heliocéntrico se fue imponiendo por su propia coherencia
entre los científicos. Como se sabe, este modelo tuvo en
Galileo Galilei a uno de sus más activos defensores. Es
famosa la frase de su retractación: “E pur si
muove...”. Es decir: ...sin embargo se mueve... (la
Tierra).
El modelo heliocéntrico
tenía soporte racional y
observaciones experimentales adecuadas, pero hasta los trabajos de
Isaac Newton (1642-1727) estos modelos no pueden considerarse
dentro de lo que actualmente se denomina una “teoría
científica”. Es Isaac Newton quien unifica la
mecánica celeste y la mecánica sobre la Tierra
mediante una explicación común. Es decir, algo
que ya
es una teoría física. En su trabajo, por primera
vez
se abandona la antigua idea de la dualidad de causas y se
relacionan las observaciones astronómicas con las del
movimiento terrestre.
Newton en primer lugar, justifica por
qué cerca de
superficie de la Tierra, todos los cuerpos caen con la misma
aceleración; conocimiento que marca un hito fundamental en
el nacimiento de la ciencia moderna. Esa conclusión,
derivada de su audacia en postular la igualdad entre masa inercial
y masa gravitatoria, le permiten adelantarse con un
pronóstico que comprobará H. Cavendish en 1798,
casi
100 años después, cuando mide la constante de
gravitación universal.
Estos conocimientos ahora sistematizados
significan un salto
científico, que considerado cualitativamente, es el cambio
más importante en el pensamiento teórico en
más de 20 siglos. Y como suele ocurrir con estos cambios,
esas ideas son seminales y darán lugar inmediatamente a
reflexiones mucho más profundas sobre los conceptos de
espacio y tiempo que las realizadas hasta entonces. A partir de esa
declaración de principios que son las leyes de Newton del
movimiento y de una explicación racional para la fuerza de
gravedad, se cimentarán las bases de la ciencia moderna.
Junto a Galileo, Newton mostrará un nuevo método
para
la reflexión científica que se
impondrá en el
futuro: en primer lugar, la expresión de toda
teoría
física o conocimiento aislado se hará en lenguaje
matemático, un lenguaje que él mismo
ayudó a
crear. Y luego, esa teoría tendrá en el
experimento o
en la observación cuantitativa el criterio para verificar su
validez. A su vez, cada nuevo experimento, para dar frutos,
deberá insertarse en el marco general de la
teoría y
encontrar allí su justificación.
Para presentar su nueva dinámica,
Newton ha introducido
la antigua idea de espacio concebida por Euclides: un lugar
vacío, isótropo y homogéneo, en el
cual reside
(o se agrega) la materia. Esta idea reemplaza la de un espacio con
un lugar privilegiado para situar un sistema de referencia, sea
éste el centro de la Tierra, el Sol o cualquier otro punto
del universo. Para Newton, el espacio y el tiempo continúan
desacoplados y el universo permanece infinito e inmutable, es
decir, eterno. Este universo no tiene necesidad de un origen en el
espacio o en el tiempo, aunque podría tenerlo. Un
hipotético viajero que lo recorriera una
dirección
determinada, encontraría permanentemente nuevas regiones con
nuevas estrellas y galaxias. Esta idea, aunque encierra alguna
paradoja (p. ej. la “paradoja de Olbers”), parece muy
adecuada como para unificar las teorías
científicas
en pocos axiomas.
Pero esta concepción del espacio no
duraría tanto
tiempo como la utilizada en la etapa anterior. Nuevos elementos de
juicio modificarían esas ideas.
En 1905, Albert Einstein (1879-1955)
presentó su
teoría de la Relatividad Especial (o restringida), cuya
simiente ya venía madurando dentro de la física,
fundamentalmente con los trabajos de Georges FitzGerald (1851-1901)
y Heindrik Lorentz (1853-1928) y los análisis sobre el
resultado negativo del experimento de Michelson-Morley. Estos dos
científicos llegaron independientemente y en el orden
citado, a las conclusiones sobre la contracción del espacio,
la constancia de la velocidad de luz en el vacío y la
dilatación del tiempo. Lorentz, además, obtiene
una
ley sobre el aumento de la masa con la velocidad. Efectos que son
muy notorios a velocidades cercanas a la de la luz, y que
recibirán posteriormente su explicación
integrados en
el marco de la teoría de la relatividad especial. Sin
embargo, ambos se quedaron ante las puertas de la teoría de
la relatividad.
Es Albert Einstein (3)
quien introduce en esa
teoría las
ideas sumamente novedosas sobre el espacio y el tiempo: un espacio
que se contrae y un tiempo que se dilata cuando la velocidad
aumenta. En esencia la teoría se refiere a la
comparación entre las medidas realizadas en diferentes
sistemas llamados inerciales, que se mueven con movimiento
rectilíneo uniforme unos respecto de otros. Hasta entonces
se consideraban válidas las conclusiones que se derivan de
la relatividad de Galileo y de Newton. En ellas no se distingue
entre un sistema en reposo y otro que se mueve con velocidad
uniforme. Si no existe una fuerza externa, el sistema en ambos
casos permanecerá indefinidamente en el estado en que se
encuentra.
Einstein muestra, sin embargo, que observar desde
un sistema de
referencia en movimiento produce efectos novedosos. En particular,
cuando se considera la propagación de ondas
electromagnéticas como la luz, las ondas de radio o los
rayos X en contra de la intuición, distintos observadores
medirán la misma velocidad de propagación, aunque
estén en movimiento.
Como ya se anticipó, fue la gran
síntesis del
electromagnetismo desarrollada por J. C. Maxwell (1831-1877)
llevada de la mano de FitzGerald y Lorentz la teoría que
introdujo las nuevas cuestiones relativas al espacio y al tiempo.
Esa teoría había unificado la electricidad, el
magnetismo y la óptica, creando el concepto de ondas
electromagnéticas: campos electromagnéticos
viajeros.
Con todas las conclusiones anteriores, Einstein postuló que
la constancia de la velocidad de luz se mantiene aún para
emisores y observadores en movimiento relativo uniforme. Trabajando
con esta hipótesis, Einstein comienza los estudios que lo
llevan a plantear una transformación completa en la
concepción del espacio y del tiempo. A bajas velocidades
estos efectos no son importantes y se mantienen válidas las
leyes de la física clásica, que ha quedado
absorbida
como un caso particular dentro de una teoría más
general.
Einstein en su teoría plantea
también la
equivalencia entre masa y energía. En su ecuación
más famosa: E = mc2, la masa m
y la
energía E, son dos caras de una misma
realidad y se
puede pasar de una forma a la otra simplemente multiplicando por
una constante, la velocidad de la luz en el vacío c
elevada al cuadrado.
Pocos años después, en 1916,
el mismo Einstein
completa su descripción incluyendo los sistemas de
referencia acelerados (4),
o sistemas “no inerciales”.
Este nuevo avance teórico se conoce como
“Teoría de la Relatividad General” y de hecho,
es una teoría sobre la gravitación. Una
teoría
mucho más compleja y que a diferencia de la anterior,
más limitada, tiene pocas situaciones en las que puede ser
comprobada.
Basándonos en ella, ya no es posible
concebir un universo
como el de Newton, situado en un espacio infinito. La
aceleración de la gravedad es una aceleración
más y los problemas que produce su consideración
en
un espacio Euclídeo, isótropo y
homogéneo, son
transferidos ahora a las propiedades del espacio. La presencia de
materia, cuya propiedad llamada masa es la causa de la
atracción gravitatoria, en esta nueva concepción
tiene un nuevo papel: “curva el espacio”. Es un espacio
curvado quien causa la atracción de otras masas cercanas y
lejanas (esta curvatura se puede imaginar como la que
produciría una persona de gran peso parada sobre un
colchón elástico que se deforma por esa presencia
y
atrae hacia sí a otras personas o cuerpos cercanos).
Casi 2000 años tardó la
humanidad hasta que
Newton, para describir el movimiento, pudo incorporar la idea de
Euclides de un espacio isótropo y homogéneo. En
menos
de doscientos años, esa idea quedó reducida a un
caso
límite de un espacio más general
(geometrías
de Riemann y Lobachevsky). Nuevamente, la teoría anterior
queda absorbida como caso límite. Por ejemplo, la suma de
los ángulos interiores de un triángulo en la
geometría de Euclides vale siempre 180º. En un
espacio
curvo ya no es así. Esa suma será mayor, pero
siempre, cuando la curvatura es muy pequeña, el espacio
podrá considerarse plano y recuperar su validez la
geometría clásica. Esta absorción de
las
teorías precedentes en la nueva, es una constante dentro de
la ciencia moderna. Las teorías anteriores son consideradas
como lecturas válidas del mundo real, a su vez, las nuevas
podrían ser absorbidas en el futuro, dentro de otra
teoría más general. Pero en todos los casos, las
precedentes conservan su validez dentro de su
aproximación.
Nos da trabajo imaginar un espacio curvo. Aunque
estamos dentro
de él y contribuímos a su curvatura, a nuestra
escala
no nos resulta evidente y por ello, escapa a nuestro “sentido
común”. Considerando el espacio como lo hace esta
teoría, no es posible distinguir mediante un experimento una
aceleración, de la curvatura del espacio o
“gravedad”. Un campo gravitatorio homogéneo es
completamente equivalente a un sistema de referencia acelerado.
Esta es el llamado “Principio de Equivalencia” y en
este espacio, las leyes de la física son las mismas bajo
atracción gravitatoria que bajo aceleración.
Esta idea siempre le resultó
difícil de comprender
a los filósofos y más aún al
común de
las gentes. Por ello, la teoría de la relatividad es tan
nombrada y comentada como escasamente comprendida. Pero con ella,
Einstein explica en primer lugar (5)
un fenómeno de muy
pequeña amplitud y conocido desde tiempos antiguos: el
exceso respecto de la teoría clásica en el
movimiento
de precesión del perihelio de Mercurio, el planeta
más cercano al sol. El tema suena extraño, pero
los
astrónomos conocían su valor perfectamente
(Leverrier
en 1840 lo explicaba imaginando la existencia de un planeta
más cercano al sol, que por supuesto, jamás fue
observado). El valor de este efecto es aproximadamente de un grado
cada 10.000 años, es decir 0,01º cada siglo. Un
gran
acierto para una teoría nueva, que debe remontar el enorme
prestigio de Newton.
La teoría predecía otros
fenómenos que no
tardaron en ser comprobados. Por ejemplo, el valor de la
desviación que se produce en un haz de luz al pasar cerca de
una estrella de gran masa, una medición que
realizó
W. S. Adams por sugerencia de Arthur Eddington en 1919. Esta
verificación tuvo una gran difusión y
significó para Einstein una enorme fama y un
éxito
resonante. Otra predicción de la teoría es la
dependencia de la frecuencia de los movimientos periódicos
de un reloj atómico con la gravedad. En la actualidad, todos
los sistemas GPS son corregidos por este efecto.
Luego de comprobadas estas predicciones, la
confianza sobre la
exactitud de la teoría general de la relatividad era tan
grande, que obligaba a incluirla en cualquier modelo
cosmológico, ya que la gravitación es una
componente
esencial. El mismo Einstein, en 1916 (6),
planteó un modelo
de universo en el cual incluía una distribución
de
masa isótropa y homogénea (considerada a gran
escala), hipótesis que denominó “Principio
Cosmológico”.
Al plantear su modelo, como la
atracción gravitatoria
tiene siempre el mismo signo (atractivo), Einstein se da cuenta que
en algún momento se producirá el colapso del
universo
por causa de la gravedad. Ese efecto debía ser balanceado de
alguna manera en las ecuaciones para evitarlo. Como los grandes
científicos hasta ese momento, Einstein creía en
la
existencia de un universo estacionario y para lograrlo incluye en
sus ecuaciones un término adecuado para que produjera el
efecto contrario, es decir, un término repulsivo.
Denominó a ese término “constante
cosmológica” y ajustó su valor exactamente para
obtener un universo estable. Cuando luego de algunos años se
comprobó astronómicamente la expansión
del
universo, el propio Einstein consideró que introducir la
constante cosmológica había sido “el mayor
error de su vida”. Pero como se verá más
adelante, en la actualidad ya no se considera un error.
Con la relatividad general quedaron firmemente
sentadas las
bases sobre las cuales deberían construirse los nuevos
modelos cosmológicos. Einstein, como todos los grandes
científicos anteriores, continuó creyendo en un
universo estático e inmutable.
Pronto comenzaron a aparecer modelos
dinámicos del
universo, fundamentalmente por parte de matemáticos. Willem
de Sitter, que aparentemente fue el primero en interesarse
seriamente en la teoría de la relatividad y le dio gran
difusión en Inglaterra, no estaba de acuerdo con la
concepción de Einstein del universo. Para Einstein, el
universo es estático y en la nueva geometría
introducida, su curvatura debería ser constante. De Sitter
en 1917 plantea por primera vez, que la curvatura debe crecer,
aunque cada vez menos, y que por lo tanto, el universo
debería expandirse como lo hace una pompa de
jabón.
Al menos en la teoría, parece ser ésta la primera
sugerencia sobre un universo dinámico y en
expansión.
Siempre dentro del plano teórico, en
1922 y 1924,
Alexander Friedmann publicaba dos artículos considerando
soluciones dinámicas a las ecuaciones de Einstein. En
efecto, si se abandona la hipótesis de un universo
estático, el problema cosmológico relativista
conduce
a infinitas soluciones en las cuales el espacio varía en
función del tiempo. Por lo tanto, surgen muchas
posibilidades para considerar un universo en evolución y la
literatura científica se enriqueció notablemente
con
estas consideraciones (7).
Descrito con trazos muy gruesos y según
estas ecuaciones,
el universo puede tomar una entre tres alternativas posibles: un
universo cerrado, un universo abierto o un universo
“plano”. Un universo cerrado tendrá un radio de
curvatura que se comportará de forma oscilatoria con
sucesivas expansiones y contracciones en el espacio. La
expansión del universo progresa hasta un punto en el cual la
gravedad comienza a imponerse y causará su
retracción, o bien crecerá hasta alcanzar una
dimensión constante, como en el caso previsto por Einstein.
Si el universo es abierto, estará en expansión
permanente, expansión que además, puede ser
acelerada
o no (8).
En los tres casos teóricos citados,
cabe señalar
una singularidad en el origen del tiempo. Considerando el flujo del
tiempo hacia atrás, el universo actualmente en
expansión, debió partir de una
altísima
densidad de masa y energía concentrada en un solo punto. Con
esta idea, por primera vez, la ciencia comienza a considerar con su
método el problema de la existencia de un
“origen” para el universo; un problema que ya
tenía una larga tradición en el pensamiento
teológico y filosófico. Es de notar
también,
que ese origen coincide con el del tiempo y del espacio, que dejan
de ser separables.
En las primeras dos décadas del siglo
XX la calidad de
los datos astronómicos aumentó notablemente
gracias a
la mejora en el diseño y construcción de los
telescopios. Durante la década de 1920 a 1930 se realizaron
importantes observaciones. Los telescopios, en particular el de
Monte Wilson, permitían resolver las imágenes
provenientes de las nebulosas más lejanas y analizar el
desplazamiento al rojo de la radiación luminosa que llegaba
desde ellas. Estos resultados fueron claves y contribuirían
luego de manera muy importante a la consolidación de la
teoría. En primer lugar porque se mejoró el
cálculo de las distancias a las nebulosas lejanas: por
primera vez se las situó correctamente, mucho más
allá de la Vía Láctea. En
consecuencia, el
universo conocido aumentó sorprendentemente de
tamaño
y todas las teorías debían corregir ese dato.
Las primeras observaciones sobre el movimiento
hacia el rojo de
la luz proveniente de las nebulosas más lejanas se deben a
Vesto Slipher y las realizó entre 1920 y 1930, pero no fue
el único. En 1923, Edwin Hubble concluye que esas nebulosas
lejanas en espiral, que por entonces se observaban en el
límite de resolución, son en realidad conjuntos
de
estrellas, es decir, galaxias como nuestra Vía
Láctea (12).
Un hecho que clarificó enormemente el panorama de
evidencias experimentales astronómicas.
El mismo Hubble mediante observaciones obtenidas
con el
telescopio de Monte Wilson en 1929, calculará mediante el
efecto Doppler, la velocidad de alejamiento mutuo entre las
Galaxias (13)
y comprobará que ese desplazamiento es
proporcional a la distancia. Esto se conoció como “la
fuga de las Galaxias”. Al obtener esta ley, en particular al
observar los astros más distantes, Hubble obtiene nada menos
que la velocidad a la que se expande el universo. Pero hasta ese
momento, no se conocía ninguna interpretación
teórica sobre este fenómeno. Esa velocidad
parecía crecer con la distancia.
Prosiguiendo con el desarrollo
histórico de las ideas
científicas, debemos remarcar que los datos
astronómicos de la “fuga de las galaxias”,
fueron rápidamente considerados como uno de los apoyos
más evidentes a la teoría de la
expansión del
universo. El científico y sacerdote belga George
Lemaître llevó las cosas más
allá y
anticipó que si el universo actual se está
expandiendo, retrocediendo en el tiempo, como quien vuelve una
película hacia atrás, el universo
debió haber
comenzado en un punto singular donde se concentraba toda la materia
y la energía. Lo denominó: el “Átomo
primitivo” y supuso un origen común para el tiempo y
además para el espacio.
Bajo el punto de vista de la ciencia, considerar
un origen
simultáneo para el tiempo y el espacio significa considerar
un tiempo cero a partir del cual el espacio nace, se va expandiendo
y el universo aumenta de tamaño a medida que transcurre el
tiempo. Según los distintos modelos, cuando se consideran
los detalles, esa expansión tendrá distintos
efectos
y duraciones. Pero por encima de todos ellos, el dato concreto de
la expansión ya se considera una evidencia experimental, que
se puede determinar a partir del desplazamiento hacia el rojo de la
radiación luminosa proveniente de espacio. En particular, de
la radiación que proviene de los lugares más
remotos
donde ese efecto es mayor.
¿Pero en qué consiste ese
desplazamiento?...
Estudiando la luz blanca emitida aquí, en la Tierra, o la
proveniente de estrellas muy lejanas, sabemos ya desde de Newton
que está compuesta por diferentes colores, lo que en
conjunto llamamos “espectro luminoso” (9).
Si hacemos
incidir un haz de luz blanca sobre un elemento que la dispersa,
como pueden ser un prisma o una rejilla de difracción ,
observamos que la luz blanca se descompone en sus colores
fundamentales (los colores del arco iris).
También sabemos
científicamente desde Maxwell, que
la luz es una onda electromagnética y que el ojo humano es
nuestro detector. En la teoría de las ondas
electromagnéticas, a cada color le corresponde una
frecuencia y de todas las frecuencias que permanentemente cruzan el
espacio, el ojo detecta sólo una pequeña
región (10).
Una propiedad de todas las ondas
electromagnéticas que viajan en el vacío, es que
el
producto de su frecuencia por su longitud de onda es una constante.
Esa constante es la velocidad de propagación de esas ondas
de la luz (aproximadamente: 300.000 km/s). Conocida la frecuencia
es inmediato calcular la longitud de onda (o viceversa), y mediante
experimentos de óptica, es relativamente sencillo determinar
la longitud de onda.
Cuando la fuente de luz está en
movimiento (11),
ocurre
un desplazamiento de la frecuencia recibida que depende de la
velocidad de la fuente y se conoce como “efecto
Doppler”. Un efecto que se comprende más
fácilmente con el sonido. Es de experiencia común
que
una fuente de sonido acercándose parece aumentar la
frecuencia mientras que alejándose se escucha un
desplazamiento hacia frecuencias más bajas. Este
desplazamiento hacia frecuencias más bajas, en
óptica
se conoce como: “desplazamiento (o corrimiento) hacia el
rojo”. Un acercamiento produciría el efecto contrario,
es decir, un desplazamiento hacia las frecuencias más altas
que son las de color azul-violeta del espectro.
Volviendo a la historia de las ideas, como ya se
dijo, fue
George Lemaître (15),
el primero en relacionar el
desplazamiento de las galaxias con las soluciones a las ecuaciones
de Einstein en el caso dinámico. Y lo hizo antes de la
publicación de los resultados de Hubble. Notable
matemático, tras realizar estudios de posgrado en Inglaterra
y Estados Unidos, regresó a Bélgica y fue
designado
profesor de la Universidad de Lovaina en 1927. Descubrió
después de Alexander Friedman y de manera independiente de
éste, que las ecuaciones de la relatividad general admiten
esas soluciones cosmológicas dinámicas. Como su
condición de cosmólogo teórico estaba
acompañada por un fuerte interés en los
resultados de
las observaciones astronómicas, tomó en cuenta
los
datos de las observaciones norteamericanas sobre la velocidad de
desplazamiento de las galaxias, les asignó un significado
físico en su teoría, las consideró
como un
indicio evidente de la expansión del universo y
anticipó teóricamente la Ley de Hubble.
Cuando formuló la atrevida
hipótesis evolutiva del
“atomo primitivo” introdujo dentro de la ciencia la
idea más importante que tenemos hoy sobre la
evolución del universo. Según esta
teoría, el
universo debió comenzar a partir de una especie de
átomo elemental, extremadamente denso, y pequeño,
que
evolucionó mediante una gigantesca explosión y
cuyos
fraccionamientos y agrupamientos sucesivos constituyen el universo
que observamos hoy.
Lemaître presentó esta idea
en un artículo
que publicó en 1931 y tuvo en sus comienzos una mala acogida
por los físicos de la época. Probablemente, en
parte
debido a su condición de matemático
teórico,
pero probablemente también debido a su condición
de
religioso. Quizás estas sean las causas por las cuales
surgieron las resistencias que suelen acompañar a los
cambios profundos en el pensamiento. Este modelo evolutivo
resultaba poco atractivo para algunos físicos, pues
permitía a los filósofos remontarse a una
“Causa Primera” para todo el Universo, a una
“Creación”, lo que parecía sacar fuera de
la física el problema del origen. La teoría se
presentaba entonces como una alternativa poco convincente frente al
modelo estacionario de Einstein, que fue enriquecido con algunas
aportaciones posteriores.
En 1950 Lemaître presentó un
libro condensando su
pensamiento titulado “ La hipótesis del átomo
primitivo: un ensayo de cosmogonía”, pero ya se
había impuesto entre los científicos y ante el
público en general una reedición de la
teoría
del estado estacionario, debida principalmente a Gold, Bondi y Fred
Hoyle (17),
elaborada además mediante estudios
básicos sobre la formación de los elementos.
Fue un mal momento para la teoría del
“átomo
primitivo”. En un congreso en Pasadena, Fred Hoyle se
burló de Lemaître presentándolo con las
palabras “this is the big bang man”... (“este es
el hombre de la gran explosión”). Pero no todo
resultó negativo, a partir de ese momento, la
teoría
de Lemaître quedó bautizada como teoría
del
“Big Bang”, nombre que actualmente ha perdido su
carácter peyorativo, tiene gran aceptación
popular y
es el nombre con el que se conoce la teoría actualmente.
Para recuperar la novedad y interés iniciales, la
teoría de la expansión a partir de una
singularidad
inicial, debió esperar una nueva evidencia experimental.
Unos años antes del suceso comentado,
un antiguo
estudiante de Friedmann, George Gamow, había puesto
nuevamente la teoría de Lemaître en el escenario,
precisando que aquel universo primitivo, además de ser
más denso, debía haber sido mucho más
caliente
y predecía en sus cálculos la existencia de un
resto
de radiación enfriada, es decir, algo similar a un
“fósil” proveniente de la etapa primitiva del
universo, que debería estar presente en todos los rincones
del universo. Esta radiación se conoce hoy como
“radiación de fondo”.
Para aclarar un poco las cosas, recordemos que las
leyes de la
radiación del cuerpo negro permiten asociar una temperatura
al color de la radiación emitida por un cuerpo caliente (16).
Por ejemplo, un hierro calentado a poco más de 1000
ºC se ve de color rojo; si se calienta más se pone
blanco. La distribución de intensidad para esos colores se
conoce como Ley de Planck y se representa mediante una curva cuyo
máximo se desplaza con la temperatura del cuerpo (Ley de
Wien).
Dado el tiempo transcurrido en el universo desde
la gran
explosión original y a su gran expansión, esta
radiación predicha por Gamow, debería
corresponder a
una temperatura muy baja. En resumen: al modelo de Lemaître
le faltaba la Termodinámica y Gamow se la proporcionaba.
Cuando en 1965 dos científicos de la
compañía Bell: Arno Penzias y Robert Wilson
estaban
midiendo una antena de recepción de un telescopio de
microondas, encuentran un persistente ruido de fondo
isotrópico, correspondiente a una temperatura muy baja (3
K), no sospecharon que ese ruido estaba relacionado con el origen
del universo predicho por Gamow (17).
Pero alguien recordó
haber escuchado en 1964 en una conferencia de J. Peebles, un
cosmólogo de Princeton, que esa radiación estaba
predicha por Gamow y era compatible con los modelos
dinámicos del universo. Así, casi por casualidad,
se
asocian ambos conceptos y aparece una de las pruebas más
fehacientes a favor de la teoría de la gran
explosión (18).
Muchas investigaciones más fueron
preparadas para
confirmar estos datos. En 1992, el satélite COBE realiza
mediciones sobre la distribución de la radiación
de
fondo del universo y más recientemente, en el año
200l se logra la reconstrucción de su mapa completo, que
viene a confirmar aún más, si cabe, la validez de
este modelo.
En tanto el modelo se fue completando con los
estudios de
formación de la materia partiendo de la radiación
del
universo primitivo (19).
Los procesos de fusión nuclear y
formación a partir del Hidrógeno, el Helio y
metales
como el Litio, ya habían sido estudiados en 1948 por Alpher,
H. Bethe y Gamow.
Cuando se comienzan a comprender los procesos de
formación de núcleos más pesados,
núcleos que se producen en las condiciones especiales de
temperatura y presión que existen en el interior de las
estrellas, se va reconstruyendo el resto de la historia. Estos
procesos fueron estudiados por Burbidge, Burbidge, Fowler y
también por Fred Hoyle, que a pesar de su ironía
en
Pasadena, contribuyó con estos trabajos a completar esa idea
del Big-Bang a la cual se había opuesto anteriormente. El
mundo de lo más pequeño: las
partículas
elementales y el de lo más grande, los objetos
astronómicos, se unen para formar la teoría
actual
sobre la evolución del universo. Evolución de la
que
tenemos una descripción científica bastante
completa,
casi desde su origen.
A grandes rasgos, hoy podemos decir que la materia
visible del
universo está formada en un 99 % por Hidrógeno y
Helio. El 1% restante corresponde a los elementos más
pesados a los cuales, en conjunto, los astrónomos designan
como “metales”. Su abundancia relativa, temperatura de
formación y el tiempo en el cuál se formaron se
puede
ver en la figura (20).
Con los datos actuales y aceptando la
hipótesis de la “inflación“, podemos
resumir la historia del universo (21)
de la manera siguiente:
En los instantes iniciales, durante el llamado
“tiempo de
Planck” (10-43 s), el universo estaba lleno de
una energía muy densa, a una temperatura y
presión
correspondientes a ese estado. A continuación,
rápidamente se expandió y enfrió,
experimentando cambios de fase del tipo de los que ocurren durante
la condensación de un vapor, pero referidos a
partículas elementales. Aproximadamente a los
10-35 del primer segundo, el universo sufre un
cambio de
fase que provoca una etapa de expansión exponencial,
conocida como “inflación cósmica”. Esta
etapa de inflación produjo como resultado un plasma de
partículas elementales llamadas “quarks” y
“gluones”, con movimiento relativista.
El aumento de tamaño del espacio
provoca más
enfriamiento que continúa hasta que se produce otra
transición de fase y ocurre la
“bariogénesis”, la génesis de los
componentes del núcleo atómico, de la cual
todavía se sabe muy poco. Se estima que en esa
época
se formó la masa “bariónica del universo”
y se produjo la asimetría entre materia y antimateria que se
observa hoy. Es decir, en esa época los quarks y los gluones
que hasta entonces eran libres, se combinaron para dar bariones
como el protón o el neutrón, los componentes
básicos del núcleo atómico.
Al continuar la expansión
continúa el enfriamiento
y nuevos cambios de fase siguen rompiendo la simetría
inicial, dando la forma actual a las fuerzas de la física y
a las partículas elementales. A partir de aquí,
es
más sencillo inferir que la unión de protones y
neutrones dará lugar a la formación de los
núcleos de Deuterio y de Helio, un proceso denominado
“nucleosíntesis primordial”.
Después el enfriamiento hace que la
materia deje de
moverse de manera relativista y la densidad de energía
comienza a dominar gravitacionalmente sobre la radiación.
Pasados ya unos 300.000 años, los electrones y los
núcleos se combinaron para formar los átomos
(principalmente Hidrógeno). Por esta unión, la
radiación se desacopló de los átomos y
continuó viajando libremente por el espacio, es decir, el
universo se volvió transparente. Esa radiación
enfriada por la expansión, es el fondo de microondas que
observamos hoy, en definitiva, un “fósil” del
universo en aquel momento.
La descripción prosigue considerando
que, en aquellas
regiones donde la materia es ligeramente más densa, tiende a
juntarse gravitacionalmente agrupándose en nubes, estrellas,
galaxias y el resto de las estructuras que se observan actualmente.
Para describir detalladamente los procesos de formación de
esas estructuras es necesario conocer el tipo y la cantidad de
materia del universo. Actualmente se estima que hay tres tipos de
materia que son: la materia fría oscura, la materia oscura
caliente y la materia “bariónica” observable,
que es la que interactúa con los campos
electromagnéticos.
La isotropía del fondo de microondas
fue estudiada
minuciosamente, tratando de encontrar rastros de aquellas
anisotropías iniciales que dieron lugar a la
formación de los primeros núcleos de
condensación de materia. En 2003 se dieron a conocer los
mejores datos disponibles obtenidos con el satélite WMAP
(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, en castellano: Sonda
Wilkinson de Anisotropías de Microondas). Esos datos
confirman que la forma más común de materia es la
materia fría oscura. Los tipos restantes
llegarían al
20% de la materia del universo.
Los cosmólogos han podido calcular
muchos
parámetros del universo con estos datos, con los del
telescopio espacial Hubble y los del satélite COBE de 1989.
Esos datos han permitido establecer que el fondo de microondas es
isotrópico hasta una parte en 100.000 (1/105)
con una temperatura residual de 2,726 K).
Respecto de la teoría, la
energía oscura toma la
forma de una constante cosmológica como la que fue planteada
en las ecuaciones de campo de Einstein y hay otros modelos, pero
los detalles de esta ecuación de estado y su
relación
con el modelo estándar todavía están
siendo
investigados.
En las etapas iniciales del universo, las
energías que
tenían las partículas eran mayores que las que
hoy se
pueden alcanzar en un laboratorio (para alcanzarlas, suponiendo que
fuera realizable, sería necesario construir un acelerador de
una longitud comparable con la distancia al sol). Por lo tanto, no
hay experimentación posible y no hay modelo
físico
convincente para los primeros (10-33 s) del
universo, el
tiempo anterior al cambio de fase que forma parte de la
teoría de la “Gran Unificación” de las
fuerzas (GUT).
Para el primer instante, la teoría
gravitacional de
Einstein predice una singularidad donde las densidades son
infinitas. Para intentar resolver esta paradoja, hace falta una
teoría cuántica de la gravedad. Uno de los
problemas
no resueltos, más grandes de la física.
Por supuesto, no sabemos nada sobre lo que
había antes
del Big-Bang aunque nunca faltan especulaciones teóricas. La
posibilidad de existencia de universos paralelos ya había
anticipada por el filósofo y matemático
alemán
I. Kant, actualmente diríamos “multiversos”,
cada uno con su big-bang, con sus constantes cosmológicas y
sus leyes de la física, pero por ahora, y parece que por
mucho tiempo más, todas estas teorías son
sólo
eso: especulaciones.
Los datos experimentales han confirmado que la
expansión
existe, es acelerada y pocos científicos piensan hoy en la
posibilidad de un modelo estacionario para el universo. Por lo
cual, la teoría de una regresión final (o “Big
- Crunch”) tiene actualmente muy poca aceptación.
La evolución del universo como ha sido
descripta (con la
relatividad general junto con el “modelo standard” de
partículas elementales), también es aceptada hoy
por
la mayoría de los científicos y especialistas.
Pero esto no debe hacer pensar que se sabe todo
sobre el origen
del universo y su futuro. Para estimar su evolución futura,
se trabaja sobre prolongaciones analíticas de las
teorías actuales. En estos casos de proyección a
tan
largo plazo, se sabe que la ciencia suele describir muy bien los
procesos anteriores y la probable continuación de los
mismos. Pero poco puede decir la ciencia frente a la posibilidad de
nuevos fenómenos emergentes, nuevos descubrimientos o
resultados inesperados en la observación, una
situación que ha sido normal en su historia. Por ejemplo,
hoy se piensa que la mayor parte de la materia que forma el
universo es “materia oscura”, de la cual no se sabe
nada. Tampoco se sabe nada de la energía oscura, aunque no
faltan teorías para todos estos casos.
Sí sabemos, “a ciencia cierta”, que el
universo visible se expande y se enfría, y que algunas
etapas de la gran explosión inicial tienen una
verificación experimental muy firme. El resto, como ya se
dijo, por ahora son especulaciones (22).
El panorama que hemos presentado hasta
aquí se deriva del
método científico. Según este
método,
las teorías son confirmadas o abandonadas si los resultados
de los experimentos y observaciones sobre la realidad no verifican
las conclusiones que se han anticipado. En ocasiones, esos mismos
experimentos proporcionan datos novedosos que no encajan en las
teorías existentes y que requieren nuevas formulaciones. En
su conjunto, el desarrollo de este método implica un proceso
interactivo donde teoría y experiencia se modifican
mutuamente hasta lograr avances en nuestra cosmovisión, que
recién cuando se logra la síntesis consideramos
como
segura. Una seguridad relativa, que se mantiene dentro del marco de
validez en el cual las ideas han sido comprobadas.
El concepto de Universo que analizaremos en esta
segunda parte
proviene de fuentes muy distintas a la ciencia. En este caso, los
conceptos sobre los cuales se debe razonar (y que como veremos,
llaman a obrar en consecuencia), provienen de una experiencia
espiritual en cuyo inicio se sitúa Dios mismo. Y Dios no es
una idea filosófica. Para todos los monoteístas
es
una Persona. Es el Ser por excelencia, el único Ser
Necesario, según el mismo se nos ha revelado: Dios es el que
Es, es decir, el único ser que Es por sí mismo.
Los
demás somos seres contingentes, creados por Él.
Cuando afirmamos que somos seres contingentes, no
introducimos
ninguna novedad respecto de la visión anterior: para la
ciencia, esto también es una evidencia. El hombre no ha
creado el universo ni se ha creado a sí mismo, y por lo
tanto, respecto de la naturaleza también somos contingentes.
Pero en nuestra concepción religiosa hay una diferencia
fundamental, Dios se sitúa por encima de la naturaleza, es
tanto Creador de la naturaleza como Creador nuestro. En este
sentido Dios es superior al destino, a diferencia de otras
religiones de la antigüedad que, como la griega,
suponían a sus dioses sometidos a éste.
El punto de partida, nuestra primera
afirmación en este
camino es, entonces, nuestro reconocimiento personal y la
aceptación (al menos), de la posibilidad de existencia de
ese Ser. Sin este paso no podemos avanzar ni entender la nueva
concepción del universo que nos plantea la fe.
Ese paso de afirmación nunca es
completo, no carece de
dudas, ni es el único en la vida de un hombre. Podemos
identificar y observar en otros seres humanos los avances y los
retrocesos en el crecimiento de su relación con Dios. Una
relación que se construye mediante la reflexión
pero
fundamentalmente, mediante experiencias espirituales en las cuales
cada ser humano comienza a considerar por distintos caminos, que
ese universo físico del cual él mismo forma
parte, en
el que se desarrolla y evoluciona, al cual se asoma con su
pensamiento, tiene un sentido. Un sentido que como hombre puede
llegar a comprender.
Entonces, la imagen que el hombre se forma a
partir de la fe, no
es la de un universo producto del azar ni de fuerzas ciegas y
extrañas. Tiene un propósito establecido, una
dirección de evolución hacia un fin determinado
que
lo justifica y lo trasciende. El hombre entiende que si bien
él mismo es una criatura, una parte casi insignificante de
la creación, su Creador se preocupa, gratuitamente, por su
crecimiento y desarrollo dentro de ese sentido global que dio al
universo.
La experiencia de la fe no es una experiencia
fácil ni
masiva. Se inicia personalmente, se desenvuelve persona a persona,
a media luz y en voz baja. Dios se manifiesta mediante “un
susurro” (Salmo 18, versículos 2-3), como una
“leve brisa” (Elías) o se oculta “tras una
nube” (Moisés). A nosotros nos llega por medio de un
libro, la palabra de un amigo, una enfermedad,... por mil caminos
que debemos aprender a transitar para reconocerle. Dios no fuerza
la libertad humana, el hombre tiene en cada etapa de crecimiento
personal la posibilidad de aceptarlo o de negarlo, de comprenderlo
o rechazarlo.
Pero el crecimiento y la maduración del
contenido de la
fe, el dogma, no es tarea individual, fruto de un pensador
solitario, sino que se deriva de una experiencia comunitaria
desplegada a lo largo de una historia de milenios. Por ello, en el
comienzo de esta segunda explicación del origen del
universo, el ser humano no involucra sólo su raciocinio;
necesita aceptar personalmente que Dios le confiere un sentido
maravilloso a esa realidad que él, como hombre, observa,
sufre y modifica. Asume también que ese sentido escapa a su
voluntad y que sobrepasa a la razón y al conocimiento
humanos. El hombre no es autor del proyecto de la creación,
pero puede escrutar sus huellas y formular teorías, que
siempre dependerán de la revelación. Al cambiar
su
cultura con los tiempos, ese sentido sobre su destino no se le
manifiesta de manera inmutable, de una vez y para siempre. Su
interpretación se desarrolla en la historia y evoluciona
según progresan los conocimientos humanos. Su experiencia
personal tiene sentido como una prolongación de la
experiencia que tienen de Dios muchos otros hombres: un pueblo
entero, el “pueblo de Dios”. Comunidad de fe a quien
Dios elige no por mérito, sino gratuitamente, por amor. La
fe no es nuestra fe, es la Fe de toda la Iglesia.
Detrás de cada
interpretación científica
sobre el universo que los hombres construimos, cada vez de manera
más compleja y perfecta, resplandecerá ese
sentido
que Dios le ha dado y vendrá a iluminar el conocimiento que
nos forjamos con la razón. Recién comprendemos
completamente la naturaleza cuando además de observarla con
los ojos de la ciencia, vemos su sentido con relación al
plan de Dios. Entonces se vuelve transparente e inteligible,
inteligibilidad que no es obra humana, nos viene de Dios, del hecho
de compartir con el resto de la creación el
carácter
de criaturas.
Al conjunto de esa explicación en la
historia la llamamos
Revelación, (23)
y es la base del contenido de nuestra fe.
Esa fe nos permitirá interpretar lo que el universo
significa para el hombre cuando se le dota de sentido
histórico, trascendente y escatológico. La
revelación es a la fe, lo que el conocimiento es a la
razón.
Ese conocimiento reconoce dos fuentes concretas:
la
Tradición y las Sagradas Escrituras. La Tradición
oral, es anterior a las Sagradas Escrituras. Las sagradas
escrituras recogen la revelación, en primer lugar, la que
Dios otorga al pueblo de Abraham y de Jacob por medio de sus
profetas, y luego, ya definitivamente, por medio de su Palabra
encarnada: el Logos, Jesucristro nuestro Señor. A
través de los discípulos que Él
eligió,
llega al pueblo de Dios, y por su intermedio debe llegar a todo el
resto de la especie humana.
Para los católicos, la
Tradición se expresa por el
Magisterio de la Iglesia, depositaria del contenido de ese Logos y
responsable de su adecuación a cada momento
histórico, de la adecuación a “los signos de
los tiempos”. Esas son las dos fuentes inseparables que tiene
la fe cristiana para interpretar el origen del universo: la Sagrada
Escritura y el Magisterio de la Iglesia.
Si queremos comenzar el análisis de las
fuentes que
provienen de la Sagrada Escritura, debemos recurrir a la
tradición escrita en el Antiguo Testamento que recibimos del
pueblo de Israel (24).
Las referencias al origen del universo en
la Sagrada Escritura están al comienzo de su primer libro,
“El Génesis”. En su capítulo I, primer
versículo, la Biblia dice: “Bereshit bara
Elhoim…”, es decir: “Al principio
creó Dios el Cielo y la Tierra…”.
Dios: el Ser necesario, el que es por
Sí Mismo, como le
dirá luego a Moisés desde la zarza ardiendo,
creó cuanto conocemos. Nadie en la Tierra podrá
asignar a Dios un nombre humano, lo mejor que podemos decir de
Él, nos lo ha revelado Él mismo: Soy el que soy.
Nos
ha creado y nosotros no podemos salvar ese abismo, y es Él
quien toma la iniciativa.
É9l ha creado el “átomo
primigenio”.
Ha creado la Tierra que estaba antes que nosotros, el Universo que
estaba antes que la Tierra, y Él es antes que el Universo,
el tiempo y el espacio. Esta idea de Dios, trascendente a toda
idea, materia o energía que podamos pensar, está
diseminada en toda la concepción bíblica
vetero-testamentaria. Dios trasciende todo lo natural. Los textos
de la revelación se multiplican: El Génesis II,
5-25,
Los Salmos, 2 Macabeos VII, 28…
Esa concepción pasa completa al Nuevo
Testamento.
“De muchas maneras habló Dios a los hombres, hasta que
envió a su propio Hijo”..., a su Palabra [S.
Pablo]. Dios envía su Palabra a la Tierra (25).
Pero su
Palabra, ya existía desde antes de la creación.
Nos dice San Juan Evangelista en el siglo II (DC):
En el
Principio era el Verbo…[Jn. 1,1]. La palabra de Dios, el
Cristo, era anterior al universo y Cristo es el prototipo del ser
humano, el nuevo Adán. Esta revelación alcanza
una
dimensión que trasciende todo pensamiento: por una parte,
Dios toma forma humana y asume esta naturaleza, pero por otra el
hombre, encuentra su origen como naturaleza, antes de la
creación.
La posibilidad que tenemos de entender ese sentido
que para
nosotros tiene el mundo natural, nos viene de la Palabra de Dios,
que ya existía antes de la creación. Si hubo
evolución, Dios conocía su resultado antes de su
comienzo. Por lo tanto los hombres, nosotros mismos, fuimos
pensados por Dios antes de la existencia del tiempo y estamos
destinados aquí, en esta Tierra, al encuentro con
Él.
Naturalmente, la Revelación no dice por
que procedimiento
fuimos creados, ni nos comunica datos científicos, tenemos
la libertad para averiguarlo. La Revelación da sentido a
nuestra vida y nos indica cómo debemos vivirla, porque
simultáneamente, la libertad que Dios nos dio, nos fuerza a
elegir en cada momento: podemos asumir nuestro destino y llenar
nuestra vida de sentido o rechazarlo y vaciarnos de Él.
Después la Tradición de la
Iglesia, ya sin la
presencia viva de la Palabra Encarnada, pero asistida por el
Espíritu de Dios, recordará, reforzará
y
purificará el concepto que se ha forjado de la
creación, a partir de la propia enseñanza de
Cristo.
Por ejemplo, leemos en S. Justino (100-160 dc) (26):
...“Es la doctrina que nos enseña a dar culto al
Dios de los cristianos, al que tenemos por Dios único, el
que desde el principio es hacedor y artífice de toda la
creación visible e invisible”.
Fórmula que al final, ya destilada, se
incorporará
en el Credo o Símbolo Apostólico (s. III): “Creo
en Dios Padre…creador del cielo y de la
tierra”…, y sería perfeccionada en los
concilios posteriores (27)
de Nicea (a.325) y de Constantinopla (a.
381), donde aparece en el llamado Símbolo
“Niceno-Constantinopolitano” con la fórmula: “Creador
del cielo y de la tierra, de todo lo
visible y lo
invisible…”.
En 1215, en el IV Concilio de Letrán (28),
se establece
el decreto “Firmiter” que contiene importantes
principios como: la unidad del principio creador (Dios es Uno e
indivisible, no tiene partes) la distinción entre Dios y el
mundo, la creación del universo de la nada (ex nihilo), la
naturaleza temporal de la creación (Dios crea
también
el tiempo) y la extensión de la creación a todos
los
seres vivos, a la naturaleza entera.
Santo Tomás de Aquino (1212-1274). (29),
en la Summa
Theol. q. 46, a. 2 comenta que el comienzo temporal del mundo es un
dato de fe. Y que la creación de la nada, ex-nihilo, se
puede probar con la razón.
Durante siglos, el tema es aceptado así
entre los
cristianos y deja de ocupar un lugar central en las discusiones
doctrinarias. No es central, a pesar de la discusión
referente al sistema heliocéntrico en el siglo XVII, ya que
considerado bajo la perspectiva de la fe, no afecta demasiado a lo
que nos ocupa. En realidad, no se discutió allí
sobre
el origen del universo y la creación.
Más recientemente, durante el Concilio
Vaticano I se
vuelve a tratar el tema en profundidad (30),
y se establece entre
otras cosas que: … “el universo es la obra
excelente de un Dios bueno y sabio, que hizo todas las cosas con
voluntad absolutamente libre”. Es decir, Dios no ha
tenido necesidad de crearlo, la creación es una
expresión libre del Amor Divino.
Había surgido una nueva
visión científica
que ponía en discusión la perspectiva religiosa
sobre
la creación del hombre, esta vez desde el naturalismo,
contraponiéndola con la posibilidad de una continuidad
evolutiva a partir de especies más simples, sometidas a
procesos de selección natural (Darwinismo).
Rápidamente esta nueva propuesta
científica fue
considerada una demostración de que la
consideración
de la existencia de un creador, era totalmente superflua. Frente a
la pretensión de anular la visión religiosa de la
creación del hombre y del universo, la Iglesia se reafirma
sobre los contenidos de la Revelación.
Es prudente destacar, que si bien desde sectores
del
evolucionismo se consideran ideas sobre el origen del hombre, en
realidad no se habla del origen del universo. Y aún
más, mucho más que del origen de la vida en el
planeta, se trata de una teoría sobre la
transformación de formas elementales de vida en formas
más complejas. Pero este tema merece una
consideración particular, mucho más extensa y
detallada, por lo cual se remite a la bibliografía
pertinente (que puede encontrarse en la página web
citada).
El Concilio Vaticano I define que: “Dios
sostiene y
gobierna todo lo creado mediante su Providencia”. La
aclaración resultó necesaria frente a la
reducción mecanicista que se desplegó desde las
ciencias físicas durante el siglo XIX, a partir del
desarrollo de la “Mecánica Racional” (de Laplace
a Mach) y de la Termodinámica. Según estas
concepciones reduccionistas, se podría llegar a admitir,
válidamente para la razón científica,
la
existencia de un dios creador, que pone en marcha su
creación del universo y luego la abandona a su suerte. O
bien la de un panteísmo natural, un dios
“relojero” universal que controla y participa en todos
los movimientos del universo, es decir, lo que llamamos
naturaleza.
Un judío, un cristiano o un
musulmán
responderían que imposible elevar una oración a
un
dios así. La idea que nos forjamos de Dios los que creemos
en Él, es mucho más trascendente que
ésta y a
la vez, sorprendentemente, más cercana. Con la formula
citada, el Magisterio aclara la concepción cristiana de un
Dios personal y providente.
El Vaticano I es prolífico respecto del
tema, en la
“ Constitución Dogmática sobre la Fe
Católica” aclara que … “este
único, verdadero Dios, por virtud de su bondad y
omnipotencia, no por aumentar su gloria o por
adquirirla”…. “hizo el mundo para comunicar su
bondad y sus perfecciones”. Dedica un capítulo
para especificar las relaciones entre fe y razón declarando
que …”hay un doble orden de conocimientos, distinto
no solamente por su principio, sino también por su
objeto” …[35]. No hace sino confirmar lo que ya
exponía Santo Tomás 600 años antes.
Pero el gran documento del siglo XX es el Concilio
Vaticano II.
La cantidad de temas discutidos fue tan amplia y tan completa que
no podían faltar las referencias a la creación
del
universo (31).
La doctrina secular de la Iglesia hasta aquí
expuesta aparece reflejada en numerosos trabajos discutidos por los
padres conciliares que luego fueron publicados en distintos
documentos particulares.
Son un ejemplo las constituciones conciliares
tituladas
“Lumen Gentium”, “Dei Verbum” y
“Gaudium et Spes”. En ellas se remarcan: el misterio de
la creación, la visión cristocéntrica
de la
misma, la colaboración del hombre, criatura singular de
Dios, que actúa como continuador de la obra creada, o la
relación existente entre la creación y el fin de
los
tiempos.
Los temas tratados en los documentos conciliares,
por iniciativa
del mismo papa que convocó el concilio, Juan XXIII, se
discutieron en años posteriores para elaborar con ellos un
catecismo que los pusiera al alcance de todos los fieles. De esta
forma se incorporaron al pensamiento católico general y al
Catecismo de la Iglesia Católica. El Catecismo, es un
documento cuya redacción fue inicialmente recomendada
durante el concilio, concretada durante el Sínodo de Obispos
de 1985 y que conoció la luz bajo el Pontificado de Juan
Pablo II, 30 años después de haber sido
inaugurado el
concilio (32).
En su primera parte, el Catecismo analiza la
Profesión de
Fe o “Credo”. Desde su primer capítulo proclama
que el hombre es “capaz” de Dios y en el segundo, que
es Dios quien viene al encuentro del hombre. Entre los puntos 279 y
301 analiza los orígenes del universo y destaca la
importancia de una buena catequesis sobre estos temas.
La sucesión de los
pontífices desde el concilio:
Juan XXIII, Pablo VI o Juan Pablo II (33),
en varios discursos a la
Pontificia Academia de las Ciencias, precisaron los detalles de la
doctrina de la Iglesia como lo habían hecho todos los papas
anteriores.
También el papa Juan Pablo II,
pidió perdón
por los errores que pudieran haberse cometido en el denominado
“caso Galileo”, como un acto de buena voluntad dirigido
al mundo de la ciencia, para reafirmar la importancia que la
Iglesia siempre le dado a esta actividad de la razón
humana.
En 1998 Juan Pablo II publicó la
encíclica Fides
et Ratio (Fe y Razón), donde se plantea para esta
relación el doble objetivo del diálogo y la
autonomía que destacamos al comienzo de este
artículo, que aclarara Santo Tomás y que reafirma
lo
establecido en el Concilio Vaticano I.
Las siguientes palabras de su santidad J. Pablo II
destacan
estos objetivos:
“Al expresar mi
admiración y mi aliento hacia
estos pioneros de la investigación científica, a
los
cuales la humanidad debe tanto de su desarrollo actual, siento el
deber de exhortarlos a continuar en sus esfuerzos permaneciendo
siempre en el horizonte sapiencial en el cuál los logros
científicos y tecnológicos están
acompañados por los valores filosóficos y
éticos, que son una manifestación
característica e imprescindible de la persona humana. El
científico es muy consciente de que la búsqueda
de la
verdad… no termina nunca, remite a algo que está por
encima del objeto inmediato de los estudios a los interrogantes que
abren el acceso al Misterio”.
Desde el mundo católico, siempre ha
existido una apertura
a la ciencia, estableciendo los puentes necesarios para una
comunicación serena y profunda de la verdad que cita su
santidad Juan Pablo II en el apartado anterior. A pesar de algunos
desencuentros, como el que se suscitó en torno al caso
Galileo, la actitud normal entre los católicos fue intentar
comprender la ciencia en sus detalles más profundos para
encontrarse con el Misterio. En remontar la realidad física
hasta la trascendente.
La relación entre la
Religión y la Ciencia es muy
importante para nosotros, los católicos y los religiosos en
general. Algunos de los avances más significativos en la
comprensión del universo como el heliocentrismo o la la
teoría del Big Bang, se deben a personas de conocida
religiosidad. El mismo Galileo, a pesar de lo que se diga en
algunos ambientes o en los medios de comunicación, era un
católico práctico. Son muchos también
los
encuentros y diálogos entre grandes científicos
con
diferentes convicciones religiosas o bien ateos y
científicos católicos. Lo normal ha sido siempre
el
encuentro personal (34),
más allá de sus
convicciones religiosas, y debería bastar para demostrarlo
con observar juntos en esa foto de Albert Einstein y Robert
Millikan flanqueando al creador del modelo del Big- Bang, George
Lamaître, en 1933.
Pocos años antes de esa
fotografía se había
establecido la ley de Hubble, Lemaître era un convencido del
modelo dinámico, había introducido la
hipótesis del átomo primordial en 1931, y
Einstein no
compartía esa visión científica. Sin
embargo
allí están juntos. Einstein, que muchas veces
alabó el talento matemático del sacerdote y
éste, que utilizó las ecuaciones de Einstein para
desarrollar su modelo dinámico. Un modelo que incluye el
origen del tiempo junto al universo, coincidiendo con la
definición de Santo Tomás de Aquino, 700
años
antes.
Estas relaciones entre ciencia y fe, dentro del
catolicismo, van
mucho más allá: el propio Vaticano tiene una
Academia
Pontificia de las Ciencias donde muchos de los más
importantes científicos son invitados a exponer sus
teorías. El mismo papa Pío XII fue uno de los
más entusiastas seguidores del modelo del Big-Bang, desde
antes de su aceptación generalizada por la comunidad
científica. Nada más ajeno ni más
injusto
entonces, que esa acusación de oscurantismo que le llueve a
la Iglesia desde determinados ambientes del ateísmo.
Hemos llegado a la diapositiva final (35)
y nos
preguntamos:
¿Cuál es el fin del Universo?
Podríamos hablar
de algunas recientes opiniones científicas en las que se
extrapola la “muerte térmica” para un universo
en expansión, hacer consideraciones sobre posibles
alternativas, analizar la posibilidad de existencia de universos
simultáneos, cada uno con sus constantes fundamentales y su
Big-Bang, temas sobre los que también especula la
teoría.
No parece ser esta la idea buscada por Carlos
Pérez para
el cierre de una exposición como la preparada en la serie de
diapositivas que presentó. A mi entender, el mensaje final
que procuran dejarnos estas dos conferencias, es que el fin del
Universo, ocurra lo que ocurra físicamente, será
la
apertura completa a la trascendencia. No se trata de un fin, sino
de una finalidad.
Para un hombre de fe, el fin
trascenderá todo lo
material. No importa el cómo. Desde la ciencia, aunque se
especule con hermosas construcciones matemáticas, tampoco se
sabe cómo será y mucho menos por qué.
Sin
embargo, desde la escatología cristiana, sí
sabemos
que el fin del universo será la realización plena
de
ese sentido que hoy adivinamos, en el que creemos y que nos permite
obrar en consecuencia, para bien de todos nuestros hermanos, los
hombres.
Según nuestra concepción, en
el final de los
tiempos terminará nuestro conocimiento parcial y veremos a
Dios tal cual es (1 Cor. 13,12). Dios entonces habrá
conducido su creación hasta el reposo definitivo y la gloria
para la cual ha creado el Universo, con nuestro Cielo, con la
Tierra y con todos nosotros en la cumbre de la creación,
permitiéndonos comprenderla y colaborar con ella (Catecismo,
314).
En la ciencia, para explicar la
evolución del universo,
es necesario unir nuestros conocimientos sobre lo más
pequeño, las partículas elementales y sobre lo
más grande, los cuerpos de la astrofísica:
planetas,
estrellas y galaxias. Para explicar el sentido de la
evolución de la vida inteligente sobre la Tierra, vemos
aquí, que también necesitamos unir lo
más
grande y lo más pequeño: Dios y el hombre. El
hombre
carece de sentido sin Dios, queda reducido a una fluctuación
sin razón en el universo.
Ocupamos un lugar privilegiado en el Universo: el
planeta
Tierra. Muchos analizan desde la ciencia misma la causa y
justificación de ese privilegio, tratando de calcular la
probabilidad de aparición de vida inteligente en otros
rincones del universo. Esa probabilidad, al parecer, es bastante
baja. La tierra es un planeta habitable, al borde de un brazo de
una galaxia, parte de un universo con sus constantes
cosmológicas finamente ajustadas para la vida. Y es a la
vez, un atalaya que permite observar su sistema planetario, la
forma de su galaxia y hasta “los bordes” del universo.
Es decir, con las bases para formar en su inteligencia, una
cosmovisión científica. Una visión
bastante
ajustada de la totalidad.
Pero desde la perspectiva que estamos analizando
aquí, la
razón de ese privilegio trasciende lo físico y lo
natural, porque este lugar donde vivimos, es el lugar del encuentro
del hombre con su Creador. Aquí el Verbo se hizo Carne y
habitó entre nosotros. Él establece nuestra
dignidad
como criaturas. Porque al principio, antes de la Creación,
el Verbo ya era.
Esa es nuestra fe.
-
El
origen del universo
Breve
historia de las teorías cosmológicas
La
relatividad especial.
La
relatividad general.
Comprobación
de la relatividad.
Relatividad
general y cosmología.
Universos
dinámicos
Posibles
modelos del universo en expansión
Espectro
de la luz.
Espectro
de las ondas EM.
El
efecto
Doppler.
Astrofísica
observacional.
La
expansión del universo.
Edad
del
universo.
La
gran
explosión (Big Bang).
Radiación
del cuerpo negro
Luz
(radiación) fósil
Mapas
de
la radiación de fondo del universo
Formación
de la materia (Nucleosíntesis)
Reacciones
nucleares y abundancia relativa de los átomos
Historia
del universo
Diapositiva
de transición
B.
Los
orígenes según la fe.
Sagrada
Escritura
Nuevo
Testamento
Tradición
Primeros
concilios
Concilio
IV de Letrán (1215)
Santo
Tomás de Aquino (1224-1274)
Concilio
Vaticano I
Concilio
Vaticano II 1962-1965
Catecismo
de la Iglesia Católica 1994
Pío
XII,... Pablo VI,... Juan Pablo II
Diálogo
entre ciencia y fe
El
fin del
universo
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