El anteojo de Galileo no fue más que el principio

CUANDO Galileo dirigió hacia el cielo su anteojo, artefacto de reciente invención, se encontró con una vista totalmente nueva. Divisó diez veces más estrellas de las que hombre alguno había contemplado jamás. La Vía Láctea dejó de parecer una masa nebulosa y se convirtió en un calidoscopio de incontables estrellas, grandes y pequeñas. La superficie de la Luna, que hasta entonces se había considerado una pieza de porcelana lustrosa, se transformó ante sus ojos en un mosaico de montañas, cráteres y mares sin agua.

Unos meses después Galileo divisó cuatro de las lunas de Júpiter. Luego vio los hermosos anillos de Saturno. Y cuando dirigió su anteojo hacia Venus, observó ciertas fases de ese planeta, unos sutiles cambios en la iluminación y la apariencia. Estas fases solo podrían explicarse si el planeta se moviese alrededor del Sol. Llegó a la conclusión de que si un planeta se movía alrededor del Sol, los otros —incluida la Tierra⁠— también debían moverse. Y tenía razón. Así que en el año 1609 la Tierra, el supuesto centro del universo, fue depuesta de su reverenciado pedestal.

No obstante, no se abandonaron con facilidad las creencias abrigadas hasta entonces. La Iglesia católica decretó que “la opinión de que la Tierra no es el centro del universo y que hasta tiene un movimiento de rotación diario es [...] al menos errónea”. Galileo fue conducido ante el Tribunal de la Inquisición y pasó los últimos años de su vida recluido en su casa. Sin embargo, el dogmatismo religioso no pudo reprimir la curiosidad que había despertado la invención del anteojo. La posibilidad de desvelar los secretos del universo atraía a una cantidad de científicos cada vez mayor.

Hoy día, tras casi cuatrocientos años de intenso escrutinio, el conocimiento del universo ha aumentado en gran manera. Se han identificado diferentes tipos de estrellas, como las gigantes rojas, las enanas blancas y los púlsares. Hace poco se detectaron quásares —objetos enigmáticos que emiten cantidades prodigiosas de energía⁠— en las regiones más lejanas del espacio exterior. Y ahora se cree que en muchas galaxias se esconden invisibles y misteriosos agujeros negros, que parecen ser remolinos cósmicos de poder inimaginable.

Gracias a los potentes telescopios ópticos, los astrónomos pueden escudriñar puntos lejanos del espacio y, por decirlo así, viajar miles de millones de años hacia el pasado, hasta los mismos límites del universo visible. Se ha descubierto una vasta serie de estrellas y galaxias, algunas tan distantes que se calcula que su luz ha tardado más de quince mil millones de años en llegar a nosotros.a

Aunque las estrellas por lo general son radiofuentes débiles, otros objetos celestes, como los púlsares y los quásares, se han descubierto principalmente gracias a los radiotelescopios. Como su nombre indica, estos telescopios detectan radiofrecuencias en lugar de longitudes de onda ópticas. Desde 1961 se han detectado centenares de quásares, muchos de ellos en las regiones más lejanas del universo conocido.

La tarea de trazar mapas del universo era mayor de lo que Galileo pudo haberse imaginado. Ha sido en este siglo cuando el hombre ha empezado a comprender la enormidad del cosmos, los miles de millones de galaxias que lo componen y las inmensas distancias que separan dichas galaxias.

Con el fin de que nos hagamos una idea de lo que son estas distancias cósmicas, el físico Robert Jastrow sugiere la siguiente comparación. Imagínese el Sol reducido al tamaño de una naranja. En esa escala, la Tierra sería un simple grano de arena que daría vueltas en órbita alrededor del Sol a una distancia de 9 metros. Júpiter sería un hueso de cereza que giraría alrededor de la naranja a una distancia semejante a la de una manzana (cuadra) de casas de una ciudad, y Plutón sería otro grano de arena a una distancia como de diez manzanas del Sol, nuestra naranja imaginaria. En esa misma escala, la estrella más próxima al Sol —Alfa Centauro⁠— estaría a 2.100 kilómetros de distancia y la entera Vía Láctea se vería como un cúmulo abierto de naranjas esparcidas a una distancia de 3.200 kilómetros una de otra y con un diámetro total de 30 millones de kilómetros. Puede verse que las cifras pronto se nos escapan de las manos hasta reduciéndolas proporcionalmente.

No obstante, las distancias no son lo único imponente. A medida que los científicos han ido desvelando los secretos del universo, han salido a la luz fenómenos peculiares. Hay estrellas de neutrones cuya materia es tan densa, que una simple cucharadita de café de dicha materia pesa tanto como 200 millones de elefantes. Existen estrellas diminutas llamadas púlsares, una de las cuales titila unas 600 veces por segundo. Y, por supuesto, están los fascinantes agujeros negros, sobre los que tanto especulan los científicos. No es posible verlos, pero su insaciable apetito de luz y materia puede traicionar su enigmática presencia.

Por supuesto, muchos detalles siguen siendo un misterio, un misterio velado por inmensas distancias y eones de tiempo. Pero, ¿qué han descubierto hasta ahora los científicos acerca del universo? ¿Arroja su conocimiento alguna luz sobre cómo y por qué existe?

[Nota a pie de página]

[Fotografía en la página 4]

El radiotelescopio de Jodrell Bank, construido en Inglaterra en el año 1957, fue el primero totalmente orientable

[Reconocimiento]

Cortesía de Jodrell Bank Radio Telescope

Se desvelan algunos secretos del universo

EL 4 de julio del año 1054, Yang Wei Te, astrónomo oficial de la corte imperial china, se encontraba mirando el cielo a primeras horas de la mañana. Estaba observando meticulosamente el movimiento de las estrellas, cuando una luz brillante que apareció cerca de la constelación de Orión captó de repente su atención.

Había aparecido una “estrella visitante” (ese fue el nombre que le dieron los antiguos chinos a este fenómeno poco común). Tras informar debidamente a su emperador, Yang comprobó que la “estrella visitante” había adquirido tal brillantez que hasta eclipsaba a Venus, y pudo verse a plena luz del día durante varias semanas.

Pasaron novecientos años antes de que este espectáculo pudiera explicarse adecuadamente. Hoy día se cree que lo que presenció el astrónomo chino fue una supernova, la cataclísmica agonía de muerte de una estrella masiva. Cómo y por qué se produce un fenómeno tan extraordinario no es más que uno de los secretos que la astronomía está tratando de revelar. Veamos una explicación que los astrónomos han ido recomponiendo tras mucha investigación.

Aunque las estrellas que son como nuestro Sol pueden tener vidas inmensamente largas y estables, su formación y muerte dan lugar a las escenas más espectaculares de los cielos. Los científicos creen que la vida de una estrella comienza en el interior de una nebulosa.

Nebulosa es el nombre que se da a una nube interestelar de gas y polvo. Las nebulosas están entre los objetos más hermosos que se pueden ver en el cielo nocturno. En la portada de esta revista se reproduce la nebulosa Trífida (o nebulosa con tres hendiduras), dentro de la cual han nacido nuevas estrellas, por lo que emite un brillo rojizo.

Al parecer, las estrellas se forman en el interior de una nebulosa cuando la materia dispersada se condensa bajo la presión de su propia atracción gravitatoria en ciertas regiones de la nube de gas en colapso. Estas enormes bolas de gas se estabilizan cuando alcanzan la temperatura en la que empiezan a producirse reacciones nucleares en el centro de la nube, lo que impide que la estrella siga colapsando. Así es como nace una estrella, por lo general junto con otras, lo que produce un cúmulo estelar.

Cúmulos estelares. En la fotografía de la página 8 puede verse un pequeño cúmulo llamado el Joyero, que se formó, según se cree, hace tan solo unos pocos millones de años. Se acuñó su nombre a partir de la gráfica descripción que hizo de él John Herschel, astrónomo del siglo XIX: “Un cofre con piedras preciosas de variados colores”. Se sabe que tan solo nuestra galaxia tiene más de mil cúmulos similares.

La energía de las estrellas. Una estrella naciente, o en desarrollo, se estabiliza cuando se enciende en su interior un “horno” nuclear. Empieza a convertir el hidrógeno en helio mediante un proceso de fusión parecido en cierto modo al que se produce en una bomba de hidrógeno. La masa de una estrella típica como el Sol puede hacer arder su combustible nuclear durante miles de millones de años sin que este se agote.

Ahora bien, ¿qué sucede cuando la estrella finalmente agota su combustible de hidrógeno? El núcleo se contrae y, a medida que la estrella consume el hidrógeno de las regiones centrales, la temperatura sube. Mientras tanto, las capas exteriores se expanden muchísimo, hasta el grado de que el radio de la estrella aumenta cincuenta veces o más, y la estrella se convierte en una gigante roja.

Gigantes rojas. Una gigante roja es una estrella cuya temperatura superficial es relativamente fría, de ahí que su color sea rojizo en lugar de blanco o amarillo. Esta fase de la vida de una estrella es relativamente corta, y termina —cuando la mayor parte del helio se agota⁠— con un espectáculo celestial de “fuegos artificiales”. La estrella, que todavía quema helio, expulsa hacia el espacio sus capas exteriores, que forman una nebulosa planetaria que brilla debido a la energía recibida de su estrella madre. Con el tiempo, la estrella se contrae muchísimo, hasta convertirse en una enana blanca de poca luminosidad.

Si la estrella original tiene la suficiente masa, acaba explotando. Esa explosión recibe el nombre de supernova.

Supernovas. Una supernova es la explosión que pone fin a la vida de una estrella que originalmente era mucho más masiva que el Sol. Las violentas ondas de choque arrojan al espacio enormes cantidades de polvo y gas a velocidades de más de 10.000 kilómetros por segundo. La intensa luz de la explosión es tan brillante, que parece un reluciente diamante en el cielo y podría eclipsar a mil millones de soles. La energía liberada en una sola explosión de supernova equivale a toda la energía que irradiaría el Sol en nueve mil millones de años.

Novecientos años después de que Yang observase su supernova, los astrónomos todavía pueden ver residuos diseminados de aquella explosión, una estructura que recibe el nombre de nebulosa del Cangrejo. Pero eso no fue todo lo que quedó. En su centro descubrieron algo más: un pequeño objeto que gira sobre sí mismo 33 veces por segundo y que recibe el nombre de púlsar.

Púlsares y estrellas de neutrones. Se cree que un púlsar es un núcleo de materia sumamente densa y en rápida rotación que ha quedado como residuo de la explosión de supernova de una estrella cuya masa no es superior a tres veces la del Sol. Como los púlsares tienen diámetros de menos de 30 kilómetros, raras veces se detectan con telescopios ópticos, pero sí pueden localizarse con la ayuda de radiotelescopios, pues estos detectan las señales de radio que se producen como consecuencia de su rápida rotación. Un haz de radiaciones gira al mismo tiempo que la estrella, de manera similar al haz de luz que despide un faro, y como desde el punto de vista de un observador parece que pulse, ha recibido el nombre de púlsar. A los púlsares también se les denomina estrellas de neutrones, porque están compuestos principalmente de neutrones sumamente comprimidos. De ahí su inmensa densidad: más de cien millones de toneladas por centímetro cúbico.

Pero, ¿qué sucedería si una estrella realmente masiva se convirtiese en una supernova? Según los cálculos de los astrónomos, el núcleo podría continuar su colapso más allá de la fase de estrella de neutrones. En teoría, la fuerza de gravedad que comprime el núcleo sería tan elevada que conduciría a la formación de un agujero negro.

Agujeros negros. Se dice que son como gigantescos remolinos cósmicos de los que nada puede escapar. La atracción gravitatoria es tan poderosa en esa región, que tanto la luz como la materia que se acercan demasiado son absorbidas inexorablemente.

Jamás se ha observado directamente un agujero negro —por definición, eso es imposible⁠—, aunque los físicos esperan demostrar su existencia por su efecto en los objetos circundantes. De todas formas, es posible que se necesiten nuevas técnicas de observación para desvelar este secreto.

Secretos de las galaxias

Las galaxias son estructuras cósmicas compuestas de miles de millones de estrellas. En 1920 se descubrió que el Sol no era el centro de nuestra galaxia, como antes se suponía. Poco después, potentes telescopios revelaron la existencia de muchas otras galaxias, y el hombre empezó a comprender la inmensidad del universo.

El tapiz nebuloso al que denominamos Vía Láctea es en realidad una vista de canto de nuestra propia galaxia. Si la pudiésemos ver desde lejos, parecería una gigantesca girándula. Su forma es similar a la de un disco con un abultamiento central por ambas partes. Se necesitarían 100.000 años para cruzarla viajando a la velocidad de la luz. El Sol, situado cerca del borde exterior de la galaxia, tarda 200 millones de años en completar su órbita alrededor del centro galáctico.

Las galaxias, al igual que las estrellas, todavía encierran muchos secretos que intrigan a la comunidad científica.

Quásares. En la década de los sesenta se captaron fuertes señales de radio procedentes de objetos muy distantes de nuestro grupo de galaxias. Debido a su similitud con las estrellas, recibieron el nombre de quásares —procedente de la expresión inglesa “quasi-stellar radio sources” (radiofuente casi estelar)⁠—. Pero la prodigiosa energía que emiten los quásares ha dejado perplejos a los astrónomos. El más luminoso es unas diez mil veces más brillante que la Vía Láctea, y los más distantes que se han detectado están a más de diez mil millones de años luz.

Tras dos décadas de estudio intensivo, los astrónomos han llegado a la conclusión de que estos quásares tan distantes son núcleos galácticos hiperactivos de galaxias remotas. Pues bien, ¿qué sucede en el núcleo de estas galaxias para generar tantísima energía? Algunos científicos dicen que la energía no es liberada por fusión nuclear, como en el caso de las estrellas, sino por procesos gravitatorios. La teoría actual relaciona los quásares con gigantescos agujeros negros, aunque por el momento todavía no se sabe con seguridad si esta teoría es cierta o no.

Los quásares y los agujeros negros no son más que dos de los enigmas que todavía quedan por resolver. De hecho, es posible que nunca lleguemos a comprender algunos de los secretos del universo. No obstante, podemos aprender profundas lecciones de los que ya han sido desvelados, lecciones cuyas repercusiones van mucho más allá del campo de la astronomía.

[Fotografía en la página 7]

La galaxia espiral M83

[Reconocimiento]

Fotografía: D. F. Malin, cortesía del Anglo-Australian Telescope Board

[Fotografías en la página 8]

El Joyero

El cúmulo estelar abierto de las Pléyades (M45), en la constelación de Tauro

La nebulosa de Orión. En el recuadro: la nebulosa Cabeza de Caballo

[Reconocimientos]

Fotografía: D. F. Malin, cortesía del Anglo-Australian Telescope Board

Fotografía: D. F. Malin, cortesía del Anglo-Australian Telescope Board

Lecciones que nos enseña el universo

“No pretendo entender el universo, su envergadura es mucho mayor que la mía.” (Thomas Carlyle, 1795-1881.)

ACTUALMENTE, un siglo después, tenemos una mejor idea de lo mucho mayor que es en realidad la envergadura del universo en comparación con la nuestra. Aunque los científicos hoy saben mucho más que antes, su situación sigue siendo, en palabras de cierto astrónomo, como la de “los botánicos del siglo XVIII que descubrían en la jungla todas aquellas flores nuevas”.

A pesar de lo limitado de nuestro conocimiento, podemos llegar a ciertas conclusiones, que guardan relación con las cuestiones más importantes: cómo funciona el universo y cómo se originó.

No hay caos, sino orden

El estudio de la naturaleza del universo se denomina cosmología. Este término se deriva de dos palabras griegas —kosmos y logos⁠— que indican ‘el estudio del orden o la armonía’. Es un nombre apropiado, pues orden es precisamente lo que los astrónomos encuentran, sea que investiguen el movimiento de los cuerpos celestes o la materia de la que se compone el cosmos.

Todo lo que hay en nuestro universo está en movimiento, pero no se trata de un movimiento errático ni imprevisible. Los planetas, las estrellas y las galaxias se mueven por el espacio siguiendo unas leyes físicas precisas, unas leyes que permiten a los científicos predecir ciertos fenómenos cósmicos con una exactitud infalible. Y por increíble que parezca, las cuatro fuerzas fundamentales que controlan el átomo más pequeño gobiernan también las galaxias más inmensas.

También se observa orden en la materia de la que se compone el universo. “La materia está [...] organizada en todas las escalas, desde lo muy pequeño hasta lo muy grande”, explica The Cambridge Atlas of Astronomy. Lejos de estar distribuida al azar, está estructurada de una manera ordenada: del mismo modo que existe una atracción que impide que los electrones se alejen de los protones, y los neutrones, del núcleo atómico, también existe una atracción mutua que mantiene unido un enorme cúmulo de galaxias.

¿Por qué se observa semejante orden y armonía en el universo? ¿Por qué existen leyes trascendentales que lo gobiernan? Además, en vista de que esas leyes tienen que haber existido antes del origen del universo —en caso contrario no podrían controlarlo⁠—, la pregunta lógica es: ¿qué origen tienen dichas leyes?

El famoso científico Isaac Newton llegó a la siguiente conclusión: “Este bellísimo sistema del sol, los planetas y los cometas solo podría dimanar del consejo y dominio de un Ser inteligente y poderoso”.

El físico Fred Hoyle dijo: “El origen del Universo, como la solución del cubo de Rubik, requiere una inteligencia”. La conclusión de que tiene que haber un Legislador sobrenatural está confirmada por lo que hoy se entiende acerca del origen del universo.

La pregunta fundamental: ¿cómo se originó el universo?

El físico teórico Stephen Hawking explica: “En el universo primitivo está la respuesta a la pregunta fundamental sobre el origen de todo lo que vemos hoy, incluida la vida”. ¿Cuál es exactamente el punto de vista científico actual sobre el universo primitivo?

En la década de los sesenta, los científicos detectaron una débil radiación de fondo que llegaba de todas partes del firmamento. Se dijo que se trataba de una reverberación procedente de la primera explosión, a la que los astrónomos denominaron Big Bang (Gran Explosión). Dicen que fue una explosión de tal envergadura, que su eco todavía podía percibirse miles de millones de años después.a

Ahora bien, si el universo llegó a existir de repente debido a una explosión ocurrida entre 15.000 millones y 20.000 millones de años atrás —como creen hoy la mayoría de los físicos, aunque otros se oponen con vehemencia a esa teoría⁠—, surge una pregunta crucial: ¿de dónde salió la energía original? En otras palabras, ¿qué hubo antes del Big Bang?

Esta es una pregunta que muchos astrónomos prefieren evitar. Uno de ellos confesó: “La ciencia ha demostrado que el mundo llegó a la existencia como resultado de fuerzas que parecen estar totalmente fuera de cualquier descripción científica. Este hecho preocupa a la ciencia porque choca con la religión científica (la religión de la causa y el efecto, la creencia de que todo efecto tiene una causa). Ahora nos damos cuenta de que el mayor efecto de todos, el origen del universo, viola este dogma de fe”.

Un catedrático de la universidad de Oxford matizó un poco más la cuestión. “El origen del universo —dijo⁠— es algo que el lector debe deducir por sí mismo, pero nuestra teoría precisa de Él.” No obstante, la Biblia deja totalmente zanjada la cuestión, pues identifica a “la primera causa” cuando dice: “En el principio Dios creó los cielos y la tierra”. (Génesis 1:⁠1.)

La insignificancia del hombre

La lección más sencilla que nos enseña el universo es la más obvia de todas, una que el presuntuoso hombre del Medievo se esforzó por desechar, pero que los poetas bíblicos reconocieron humildemente hace ya miles de años: la insignificancia humana.

Los descubrimientos recientes corroboran esta apreciación realista del rey David: “Cuando veo tus cielos, las obras de tus dedos, la luna y las estrellas que tú has preparado, ¿qué es el hombre mortal para que lo tengas presente, y el hijo del hombre terrestre para que cuides de él?”. (Salmo 8:3, 4.)

La astronomía ha desvelado la inmensidad y majestuosidad del cosmos: las estrellas de tremendas proporciones, las distancias que superan lo imaginable, los eones de tiempo que se escapan de nuestra comprensión, los hornos cósmicos que generan temperaturas de millones de grados y las erupciones de energía a cuyo lado mil millones de bombas nucleares quedan en nada. En el libro bíblico de Job se hace un comentario muy apropiado al respecto: “¡Miren! Estos son los bordes de sus caminos, ¡y qué susurro de un asunto se ha oído acerca de él! Pero de su poderoso trueno, ¿quién puede mostrar entendimiento?”. (Job 26:14.) Cuanto más aprendemos acerca del universo, más nos damos cuenta de lo poco que sabemos y más insignificante parece el lugar que ocupamos en él. Esta es una lección que da que pensar al observador objetivo.

Isaac Newton admitió: “A mí mismo me hago únicamente el efecto de un chico que ha estado jugando en la playa y se ha divertido encontrando a veces un guijarro más liso o una concha más bonita que de costumbre, mientras el vasto océano de la verdad se extendía totalmente ignoto delante de mí”.

Admitir esta realidad debería hacernos más humildes, y es precisamente la humildad lo que nos ayudará a reconocer que existe Alguien que creó el universo, Alguien que dictó las leyes que lo gobiernan, Alguien mucho más poderoso y sabio que nosotros. El libro de Job nos recuerda: “Con él hay sabiduría y poderío; él tiene consejo y entendimiento”. (Job 12:13.) Y esta es la mayor lección que nos enseña el universo.

Según se desvelan más secretos del universo, aparecen misterios aún mayores. En un artículo futuro se examinarán algunos de los últimos descubrimientos que hoy desconciertan a los astrónomos y hacen surgir nuevas preguntas que provocan debates entre los cosmólogos.

[Nota a pie de página]

[Fotografía en la página 10]

Aparato para detectar la radiación de fondo procedente del teórico Big Bang

[Reconocimiento]

Cortesía del Royal Greenwich Observatory y del Instituto de Astrofísica de las islas Canarias