Pinceladas de astronomía

El Universo

Mis queridos(as) lectores(as), si queda alguno(a) todavía, hoy realicé mi control de peso, bajé un kilo después de mi esfuerzo a lo largo de una semana con estricta dieta alimenticia y ejercicios aeróbicos. De hecho, me dedico a caminar durante una hora con los primeros rayos del sol de la mañana, temprano cuando salen las muchachas a ejercitarse en el área del parque. La verdad es que las persigo, pero no las alcanzo nunca, sin embargo mi médico dijo que era bueno que lo hiciera, aunque sinceramente no me contestó cuando le pregunté que podía hacer si alcanzaba a alguna de ellas.

En realidad siempre he estado convencido de que no me sobra peso, sino más bien me falta altura. De hecho, mi hermano Pepe me llamaba desde muchacho “el chato”. En todo caso, estoy contento porque bajé un kilo de peso, esto quiere decir que en un mes bajaré 4 kilos, o sea, en 85 semanas llegaré a cero kilogramos, ¡en año y medio! Deducción del más puro razonamiento lógico inferencial, yo siempre he sido bueno para las matemáticas.

Este tipo de razonamiento es el mismo que se utilizó con el descubrimiento astronómico de Edwin Hubble acerca de que las galaxias estaban alejándose unas de otras y consecuentemente se dedujo, al imaginarse el movimiento a la inversa, que habría existido un momento en el pasado en que todo estuvo reunido en un punto, lo que Stephen Hawking llama una singularidad. A partir de ese punto se inició el tiempo, el espacio, la materia y la energía hace 13.700 millones de años, ¡una minucia!, el denominado Big Bang.

La expansión del Universo produce la sensación de que somos el punto central a partir del cual todo se aleja, lo que no es verdad, pero visto así se enaltece nuestro ego para atribuirnos una importancia que no tenemos. Del mismo modo la historia humana está llena de astutas interpretaciones que ponen lo propio al centro de todo, como los hebreos que se sentían el pueblo elegido a pesar de que vivían en tierras miserables y desérticas, o como los europeos que hasta hace poco se creían el epicentro de la humanidad, o como los que pensaban que la Tierra era el centro del sistema planetario con las estrellas girando alrededor.

No es sencillo aceptar que apenas somos un experimento evolutivo entre muchos otros, quizás algo más exitoso que los dinosaurios, al menos más afortunados hasta ahora, y que vivimos en el planeta Tierra que es tan sólo una pequeña roca, con algo de agua, que se mueve alrededor del Sol, y estamos ubicados en los bordes marginales de la Vía Láctea, en el brazo de Orión, algo así como quien dice “en un barrio pobre de la ciudad”. En esa posición gira el Sol con sus acólitos alrededor del centro de la galaxia, apenas como una pequeña mota de polvo en un apéndice de la galaxia. Se mueve a una velocidad de 250 Km./seg., ¡qué vértigo!

Con frecuencia nos olvidamos, o no lo queremos recordar para mantener nuestra autoestima, que nuestro Sol no es más que una humilde estrella entre varios miles de millones que existen en nuestra galaxia y que inexorablemente se apagará cuando se agote su combustible nuclear. De modo similar, la Vía Láctea es una galaxia entre otras miles de millones de galaxias en el Universo y que, además, está en vías de colisión con nuestra vecina Andrómeda que, por cierto, se acerca a nosotros a una velocidad superior a 300 Km./seg.

Sí, efectivamente las galaxias chocan entre sí. Además, las estrellas nacen y siguen naciendo del polvo estelar y después mueren con una explosión de supernova o se quedan como difuntas enanas blancas, si es que no se las traga algún agujero negro, un ávido e insaciable monstruo que devora todo objeto cósmico en su cercanía y que ni siquiera permite que se escape la luz.

En un momento de lucidez, que cada vez son menos, me he dado cuenta de que a pesar de toda esta colosal inmensidad, nos creemos únicos y especiales. Míseros de nosotros, estamos llenos de una soberbia con la que pretendemos salvar nuestro pellejo, incluso ofreciendo la vida de un hijo, como lo hizo Abraham, quien acepto sacrificar la vida de su primogénito Isaac para demostrar obediencia y salvarse él. Abrih, le dijo Dios, ¿te lo creíste?, no ves que sólo estaba jugando…

¡Ah, no!, yo no juego así, yo me bajo de este autobús. Y permítanme, para terminar, una pregunta irreverente: ¿Todo este desorden cósmico lo creó Dios? ¡Y a mí me dicen ocioso y desordenado!

Caracas, Octubre de 2014.

Pensando en la astronomía

Tengo algún tiempo sospechando que me están enterrando de a pedacitos. Primero fue el riñón derecho que me extrajeron mediante una cirugía radical, después me enterraron la vesícula y un pedazo de tripa que me hacía lagrimear, y ahora me tienen en la mira la próstata debido a lo que llaman una hiperplasia benigna, que en leguaje llano significa un agrandamiento de la glándula por uso excesivo, a menos que los exámenes indiquen algo más extremo… así entonces, el día que me muera completamente alguien exclamará: ¡caramba, ya no queda casi nada!

No tengo otra opción que resignarme con filosofía al devenir de la vida, pues en definitiva somos tan insignificantes que ya es bastante lujo dejar alguna descendencia y, por otra parte, dejar ciertas reflexiones que pudieran quizás servir de inspiración para quien tenga la paciencia de leerme.

Pues sí, a mí me parece que somos muy insignificantes cuando miro al cielo y pienso en asuntos de astronomía. De hecho, cuando nos enseñan en la Escuela Primaria el Sistema Solar que habitamos nos presentan el planeta Tierra de dimensiones similares al Sol y nos sentimos importantes con tal tamaño, pero esto no es así y nos hacemos una idea equivocada de las proporciones del conjunto que oculta lo que somos, simplemente una mota de polvo infinitesimal vagando por el espacio.

El sol tiene un diámetro ecuatorial de 1,4 millones de km, en tanto que la tierra es sólo de 12,8 mil km, es decir, en un modelo reducido, si la tierra fuese de diámetro de 1,0 mm, apenas un grano de arena, el sol tendría un diámetro de 10,9 cm, y la tierra estaría girando en torno al sol a una distancia de 12 m en promedio, más allá de la casa del vecino.

Aun así, algunos pretenden considerarse importantes en la vida que apenas es un instante y es nada en la inmensidad del espacio donde deambulamos inconscientes de nuestra fragilidad, lejos de todo. En efecto, un modelo del Sistema Solar a escala nos muestra las extraordinarias distancias entre los elementos principales:

Planetas	Diámetro   Ecuatorial	Distancia Promedio al Sol
Sol	10,9  mm	-
Mercurio	0,38  mm	4,54  m
Venus	0,95  mm	8,48  m
Tierra	1,00  mm	11,73  m
Marte	0,53  mm	17,87  m
Júpiter	11,21  mm	61,02  m
Saturno	9,45  mm	110   m
Urano	4,01  mm	220   m
Neptuno	3,88  mm	350   m

Estas distancias son tan impresionantes que la luz demora más de 8 minutos en recorrer la distancia del sol hasta la tierra, siendo que su velocidad es 300.0000 km/seg, esto es, un rayo de luz daría más de 7 vueltas alrededor del ecuador de la tierra en 1 segundo. Un mensaje de Neptuno, viajando a la velocidad de la luz, nos llegaría a la Tierra después de 4 horas; de modo que una conversación telefónica con un neptuniano sería definitivamente muy incómoda.

Más allá de los planetas está el Cinturón de Kuiper, donde orbitan miles de cuerpos menores, entre los cuales se ha identificado a Plutón, Ceres, Eris, Makemake y Haumea, y se cree que son fuente de los cometas de corto período. En nuestro modelo estaría entre 350 y 600 m de distancia del sol.

Más lejos aún, en los límites del sistema solar, está la Nube de Oort, nube esférica que alberga miles de millones de objetos apenas influidos por la gravedad del sol, y que sería la fuente de los cometas de largo período tipo Halley, cuerpos que salen disparados al Sol, atraídos por su gravedad, debido a los choques entre ellos debido a la marea galáctica. El modelo a escala los ubica a una distancia del sol entre 20 y 600 km.

Por supuesto que en esta inmensidad a cualquiera le invade un sentimiento de soledad, arrojados a la vida diría un existencialista, pero fantaseamos con la posibilidad de encontrar seres con vida inteligente en algún planeta de otra estrella. La más cercana es Centauri ubicada a 4,2 años luz, es decir, en nuestro modelo a una distancia de 3.000 km, más o menos la distancia entre París y Moscú, casi nada… y nosotros montados en un grano de arena de 1 mm.

En todo caso, el Sol es apenas una estrella entre más de 200 mil millones que existe en nuestra galaxia, la Vía Láctea. Además, existen más de dos billones de galaxias en el Universo… ¿y yo preocupado por mi próstata?

Caracas, Septiembre 28 de 2017.

Sobre el tiempo

Hoy me he levantado con mucho optimismo, pues últimamente he decidido vivir eternamente. Para ello he puesto en práctica un plan, una dieta sumamente estricta: la dieta de la sandía, esto es, puedo comer de todo, excepto sandía, ni de noche ni de día. Claro, el método es sumamente peligroso y todavía no se lo recomiendo a nadie, puesto que en el futuro podrían morirse y no quiero que me culpen a mí, de manera que es mejor que me dejen a mí probar esta dieta y, quizás, cuando yo tenga unos doscientos años podrían ensayarlo con menor riesgo. Mientras tanto el método me está resultando bastante bien, estoy vivo… bueno, estoy vivo en las partes de mi organismo que me van quedando.

Sin embargo, parece que este asunto de la eternidad no es tan sencillo, ya que el tiempo no es un parámetro absoluto, en el sentido de que no transcurre de la misma manera para cualquier observador, según se desprende de la teoría de la relatividad de Einstein. Incluso más, parece que el tiempo tuvo un inicio en el Big Bang que dio lugar al Universo y después el tiempo termina, no existe, en un agujero negro.

Pues sí, como consecuencia de que la velocidad de la luz siempre se percibe igual en cualquier circunstancia, en movimiento o en reposo del observador- esto es, aún si pudiera perseguir un rayo de luz con la mayor rapidez siempre éste se alejará de mí a la misma velocidad - se deriva que el tiempo depende de la velocidad del observador. Si mi gemelo hubiese viajado al espacio a una velocidad cercana a la luz y regresara cuando yo tuviese 80 años de edad, entonces para él habrá transcurrido, por ejemplo, solamente 5 años.

Pero no es solamente el asunto de las velocidades cercanas a la luz, Einstein además demostró que también la gravedad afecta el tiempo. Mientras mayor sea la fuerza de la gravedad el tiempo transcurre más lento, debido a la distorsión del espacio-tiempo a causa de una curvatura mayor… ¡Vaya! El espacio se dobla; en efecto, la tierra se desplaza en un espacio curvado por la gravedad del Sol que hace que su movimiento sea en forma de elipse, no es exactamente como lo describía Newton.

A propósito del tema estoy leyendo el libro “Una breve historia del tiempo” de Stephen Hawking, un famoso físico cosmólogo británico, una de las mentes más brillantes en la astronomía, condenado a vivir en una silla de ruedas desde temprana edad porque su movilidad es nula, debido a su enfermedad de esclerosis lateral amiotrófica, y que se comunica a través de un sintetizador de voz que controla mediante leves movimientos de sus ojos. Un ejemplo de superación personal a pesar que los médicos le pronosticaron dos a tres años de vida cuando tenía 21 de edad, hace más de 50 años atrás.

Siguiendo la exposición de Hawking, se sabe que una estrella se forma cuando una gran cantidad de gas, principalmente hidrógeno, comienza a colapsar sobre sí mismo debido a su atracción gravitatoria. Mientras se contrae los átomos colisionan entre sí, cada vez con mayor frecuencia, entonces el gas se calienta hasta que se produce una fusión nuclear que formará helio.

El calor desprendido, que es como una explosión controlada de una bomba atómica de hidrógeno, hace que la estrella brille. Este calor aumenta la presión del gas hasta que ésta es suficiente para equilibrar la atracción gravitatoria, y el gas deja de contraerse. Se parece a un globo, hay un equilibrio entre la presión del aire de dentro, que trata de hacer que el globo se hinche, y la tensión de la goma, que trata de disminuir el tamaño del globo.

De esta forma las estrellas permanecerán estables por un largo período, con el calor de las reacciones nucleares equilibrando la atracción gravitatoria. Finalmente, sin embargo, la estrella consumirá todo su hidrógeno y los otros combustibles nucleares. Cuando una estrella se queda sin combustible, empieza a enfriarse y por lo tanto a contraerse.

Pueden suceder varias cosas a partir de ese momento, dependiendo de la masa de la estrella. Una alternativa es que explote violentamente con una intensa luminosidad que forma una supernova, después comienza nuevamente el ciclo de una formación de una nueva estrella, quizás como el sistema planetario del Sol que es una estrella de segunda o tercera generación.

Otra opción es que la estrella colapse como un agujero negro. Un agujero negro es un objeto suficientemente masivo y compacto que tendría un campo gravitatorio tan intenso que la luz no puede escapar. La luz es arrastrada de vuelta hacia el centro por la atracción gravitatoria. Allí la densidad es infinita y el tiempo deja de existir, no hay transcurrir del tiempo.

Así entonces, el destino de nuestro Sol es que termine como una enana blanca en unos cinco mil millones de años, cuando se le acabe el combustible nuclear, y quizás su posterior colapso estelar dé nacimiento una estrella hija del sol, o bien, sea tragado por un agujero negro.

¡Caramba, mi plan de la sandía ya no me parece tan seguro!

Caracas, Octubre 07 de 2017.

Como un caracol

Mientras he estado leyendo el libro sobre “La historia del tiempo”, de Stephen Hawking, comencé a sentirme como un agujero negro, encerrado en mí mismo como un caracol, sin capacidad de irradiar mis reflexiones hacia el exterior, pues sentía que mi gravedad las retrotraía hacia mí sin posibilidad de escape. Es la fuerza de mi gravedad, igual como un agujero negro que nada deja escapar, ni siquiera la luz. Pues, es así, la luz de mi poco entendimiento creo que ya no llega a nadie, sin embargo, insisto en escribir… entonces, ¿para qué?

Pues, me parece que escribir es un aprendizaje, es una suerte de lucha consigo mismo para alcanzar alguna comprensión de la realidad, permite ordenar los pensamientos, saborear las palabras, reconsiderar las verdades y las mentiras que hemos asumido, y tomamos conciencia de sí mismo… creo que ésta es la razón por la cual escribo, me siento a mí mismo en un acto de autocomplacencia que me da la posibilidad de disfrutar la eternidad de fugaces momentos de reflexión.

¿Alcanzar alguna comprensión de la realidad? Bueno, esto es posible sólo si la realidad sigue cierto orden, si la naturaleza está sujeta a ciertas leyes y no es arbitraria en su comportamiento, de modo que no esté regida por el caos como es la imagen que tenemos del Big Bang que dio origen al Universo con un inmenso desorden explosivo.

En este sentido, creemos conocer la realidad, pero en realidad solo tenemos modelos simplificado que nos dan una descripción aproximada de lo que observamos experimentalmente, modelos con los cuales se tiene cierta capacidad de predicción, hasta que surge otra teoría que propone un modelo de mayor precisión, y así sucesivamente. Es el caso de la teoría de Newton que permitió tener una idea de nuestro sistema planetario en base al concepto de la fuerza atractiva de la gravedad, pero luego fue reemplazada por las teorías de Einstein sobre las afectaciones del espacio-tiempo por la gravedad de los cuerpos.

Así pues, actualmente los científicos describen el Universo a través de la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica. La teoría de la relatividad describe la estructura a gran escala del Universo, por el contrario, la mecánica cuántica se ocupa de fenómenos a escala extremadamente pequeña.

En la escala de las grandes dimensiones la luz se desvía por efecto de la curvatura del espacio que provoca la gravedad de la masa de los cuerpos celestes. Según Einstein, no es la gravedad una fuerza de atracción entre los cuerpos, sino una perturbación del espacio que obliga a la Tierra a que, en vez de desplazarse en línea recta, siga un movimiento curvo alrededor del Sol, similar a como una bolita gira en torno a la superficie de una cama elástica hundida por una bola mayor.

En cambio, en la escala muy pequeña ocurren cosas más extrañas aún, como es el hecho de que un electrón gira en torno al núcleo del átomo, pero cuando cambia de órbita, por alguna variación de su energía, lo hace sin transitar de una a otra órbita, sino que está en una u otra, ¡sin pasar por una posición intermedia!

Esto es tan curioso como el experimento de las rendijas. Si se proyecta una fuente de luz sobre una rendija, entonces se proyectará una franja luminosa en una pantalla puesta al otro lado de la lámina de la rendija, pero si son dos rendijas se producirá en la pantalla una serie de franjas luminosas y oscuras alternadamente. La luz se comporta como una onda además de actuar como una partícula.

Ahora si el mismo experimento de las rendijas se hace con electrones, entonces ocurre lo mismo, en la pantalla se formarán las franjas alternas similares al caso de la luz. Incluso si se lanzaran los electrones uno a uno, ¡cada cual pasaría por ambas rendijas a la vez! Es la dualidad onda-partícula.

En general, la mecánica cuántica no predice un único resultado de cada observación, sino predice un cierto número de resultados posibles con sus respectivas probabilidades de ocurrencias. Einstein nunca aceptó que el Universo estuviera gobernado por el azar, a pesar de sus importantes aportes a esta teoría, y señalaba que “Dios no juega a los dados”. "¿Quién eres, Einstein, para decir a Dios lo que tiene que hacer?", le contestó Nielsh Bohr.

Quizás algún día tengamos una teoría completa y única que abarque todo, pero nos quedará la pregunta de que si hubo caos en un comienzo, por qué hoy existe aparentemente orden y, más inquietante aún, por qué hay Universo… ¡Vaya! Ya me siento otra vez como un caracol.

Caracas, Octubre 15 de 2017.

El Big Bang

Todas las personas viven con ciertas preocupaciones, pues vivir es tener preocupaciones, antes de ocuparnos de un asunto nos pre-ocupamos, especialmente acerca de la manera de abordar los problemas que nos reserva el futuro. De hecho la vida cotidiana nos llena de preocupaciones que la modernidad exige atender, las cuales son consecuencia de las ansiedades que resultan del trabajo, la familia, el colegio de los hijos, el supermercado, el tráfico de la ciudad, el dinero, las vacaciones, la navidad, etc. Son tantas las cosas diarias que demandan nuestra atención que no nos queda tiempo para preguntarnos alguna vez por asuntos de mayor trascendencia, como por ejemplo reflexionar por qué y para qué estamos aquí con una efímera existencia. Lo mismo le pasa a los pajaritos.

Antes, al menos, la gente iba los domingos a misa en la iglesia del pueblo, los caballeros con su mejor traje de vestir, sombrero, corbata o pajarita y su bastón de paseo, y las mujeres con su mayor elegancia y un velo oscuro que le tapaba toda la cara. Eran importantes actos sociales donde la preocupación fundamental era la salvación de sus almas y todos ponían sus barbas en remojo. Bueno, ya no hay tiempo para eso, ya no es así, salvo una que otra viejita que asiste a la iglesia para acariciar las bolitas de su rosario.

Ahora, en cambio, las preocupaciones más trascendentales tienen que ver con las competencias de las selecciones nacionales para clasificar para el Mundial de Futbol, el último divorcio del cantante de moda, las “fake news” de las redes sociales, comprar el último modelo de Smartphone, etc., lo cual no me parece mal, cada cual en lo suyo.

Sin embargo, yo estoy preocupado por el destino del Universo. Claro, se dice que el Universo tiene 13.700 millones de años, de modo que parece que no ha sido eterno, como se pensó en algún momento, sino que evoluciona en cierta dirección de acuerdo a determinadas leyes de la naturaleza. Que no se conozcan con precisión tales leyes no significa que no existan, pues la experiencia nos muestra que en la naturaleza existen ciertas regularidades que han permitido modelar ciertos fenómenos y predecir sus resultados, por ejemplo, podemos decir con alta seguridad que mañana saldrá temprano el Sol por el horizonte, siempre por el sector Este. Es lo que se llama determinismo científico, que es la base de la ciencia moderna que no cree para nada en milagros.

La ignorancia de las leyes de la naturaleza muchas veces ha dado lugar a explicaciones esotéricas de los fenómenos observados, atribuidos a la intervención de dioses o demonios. En la antigüedad, por ejemplo, se temía que pudiera ocurrir que un día el Sol se olvidara de amanecer y se extendiera indefinidamente la noche, entonces se sacrificaban niños inocentes como ofrendas al rey Sol para que cumpliera regularmente su cometido, aunque, aun así, a veces se oscurecía en los eclipses, lo cual se interpretaba que estaba sediento de sangre humana y había que sacrificar más niños.

Del mismo modo, se ignora qué pasará en definitiva con el Universo, pero ahora la ciencia no apela a dioses ni demonios, sino que ha identificado ciertos escenarios de lo que podría ocurrir en base a la Teoría General de la Relatividad de Einstein y del descubrimiento de Edwin Hubble, en el sentido de que al analizar el espectro de la luz que emiten las galaxias determinó que prácticamente todas éstas se están alejando de nosotros, incluso más, mientras más lejanas son las galaxias más rápida es su velocidad de alejamiento. Es decir, el Universo está en expansión, es probable que aceleradamente en expansión. Es obvio, entonces, que el Universo fue en el pasado más pequeño, tan infinitamente pequeño como un punto que los científicos llaman una singularidad, y ocurrió una gran explosión que dio origen al espacio, el tiempo, la energía, la materia… el Big Bang. El gran estruendo que se produjo todavía se escucha como un ruido de fondo que han detectado los astrónomos

¿Cómo se comprende este misterio? Para algunos la respuesta es muy sencilla, es el momento de la Creación de Dios. Bueno, esta respuesta es cambiar un misterio por otro, pero allí está la ciencia, intentando comprender aquel instante y todo lo que ha venido ocurriendo y ocurrirá después, bajo la premisa de lo que dijo Einstein: “lo más incomprensible del Universo, es que sea comprensible”.

El escenario más probable es que el Universo continuará en expansión como hasta ahora, las estrellas se apagarán, todo se volverá oscuro y la temperatura bajará para acercarse al cero absoluto, será el Big Freeze, la muerte térmica del Universo. Las galaxias se desgarrarán por la eterna expansión, es el denominado Big Rip.

Sin embargo, otro escenario es que exista suficiente materia en el Universo, incluyendo la denominada materia y energía oscura que los científicos aún no han logrado determinar su composición, pero sí son detectables sus efectos. Esta teoría postula que la gravedad frenará la expansión actual, al punto que comenzará una contracción hasta el denominado Big Cruch. El espacio-tiempo colapsaría en una singularidad, quizás dando inicio a un nuevo Big Bang y la repetición de un nuevo ciclo, es el denominado Big Bounce y estaríamos en un Universo oscilante.

Realmente no son muy promisorios los escenarios considerados. Sinceramente, el único Big Rip que yo espero es el del gobierno de Maduro, pero ojalá que no tengamos que esperar tantos millones de años para que esto ocurra.

Caracas, Noviembre 11 de 2017.


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