“Los hombres miran con reverencia el cielo estrellado, los monos no. El silencio del espacio eterno aterrorizaba a Pascal, pero fue la grandeza de Pascal la que puso al espacio en situación de espantar a Pascal. Cuando nos asusta la grandeza del universo, estamos asustados, casi literalmente, por nuestras propias sombras, pues los años luz y los billones de siglos son mera aritmética hasta que cae sobre ellos la sombra del hombre, el poeta, el creador de mitos”.[1]
Durante mi licenciatura en física leí varios libros de C. S. Lewis. Siempre me sorprendió la cantidad de ciencia que él conocía para no haberse dedicado a ella. Cuando Lewis habla sobre las implicaciones metafísicas y filosóficas que tenían ciertos fenómenos de la naturaleza parecía que había llegado a un profundo entendimiento de los mismos. Al leer Dios en el banquillo, uno de mis libros favoritos de este autor, el párrafo citado arriba captó toda mi atención. Durante años ha estado dando vueltas en mi cabeza. “Los hombres miran con reverencia el cielo estrellado, los monos no”. Es tan cierto. Solo el ser humano se admira de la belleza de un paisaje. Solo el ser humano se detiene, escudriña, siente curiosidad, y se asombra ante la grandeza del universo.
Cuando hablo de la “grandeza” del universo no me refiero solamente a su tamaño. Aunque su tamaño es una razón válida para tildarlo así. Consideremos que, por ejemplo, la cosmología estudia las grandes estructuras del universo. Uno pensaría que por “grandes estructuras” nos referimos, por ejemplo, a una gran estrella, más grande que el sol. Pero eso es demasiado pequeño. ¿Sistemas planetarios? Demasiado pequeños. ¿Galaxias completas? Demasiado pequeñas. La cosmología se dedica a analizar el comportamiento macroscópico del universo, y para esta escala, solo los cúmulos de galaxias son adecuados. Es decir, grupos de varias galaxias que se mueven en conjunto. Y de estos cúmulos hay millones.
Con todo, la principal grandeza del universo se encuentra en el espectacular y sumamente delicado equilibrio en el que se encuentra, no solo para su existencia, sino para que nosotros, los humanos, podamos estar aquí. Para entender este equilibrio tan especial, vamos a hablar sobre algunos conceptos físicos técnicos.
Las fuerzas fundamentales
Primero que nada, la física se sustenta en el concepto de “fuerza”. Básicamente, es algo que es capaz de sacar de la inercia a un objeto, es decir, ponerlo en movimiento. El universo funciona bajo cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza gravitacional, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil, y la fuerza nuclear fuerte. Son las cuatro fuerzas que sostienen y mueven el universo y sus componentes. La gravedad actúa sobre las partículas con masa; la fuerza electromagnética sobre las partículas cargadas. Por otro lado, la fuerza nuclear débil actúa sobre todas las partículas, mientras que la fuerza nuclear fuerte sobre los quarks (que son las partículas elementales que componen a los protones y neutrones).
La gravedad hace que puedan existir todos los objetos astronómicos que conocemos. Sin gravedad no existirían planetas ni estrellas, y tampoco habrían agujeros negros que fotografiar. Todo sería átomos y moléculas dando vueltas en una especie de gas. Así que, obviamente, sin gravedad no podría existir la vida tal y como la conocemos. La fuerza nuclear débil es la única que puede transformar partículas en otras. Sin ella no podría existir la fusión nuclear, que es el motor de las estrellas. Así que sin esta fuerza no habría estrellas, incluyendo al Sol.
Ahora, ¿recuerdas los átomos? Estas unidades están constituidas de un núcleo (protones y neutrones) y electrones “rotando” alrededor de este. Sin la fuerza electromagnética, los electrones no podrían mantenerse rotando y, por lo tanto, los átomos (y menos aún las moléculas) no podrían existir. Todavía peor, sin el electromagnetismo no tendríamos fotones, es decir, luz.
Quizá ahora estás recordando tus años de escuela en los que aprendiste que una partícula negativa atrae a otra positiva. Un electrón (carga negativa) atrae a un protón (carga positiva), y un protón repele a otro protón. El neutrón no tiene carga eléctrica. Entonces, ¿cómo se mantiene unido el núcleo si solamente está hecho de neutrones y protones? Gracias a la fuerza nuclear fuerte. Esta permite que los protones y neutrones se sientan muy atraídos cuando están confinados en un espacio muy pequeño, como sucede en el núcleo. Y es una fuerza realmente fuerte, mucho más que la de gravedad. Muchísimo más. Vale la pena mencionar un dato curioso: aunque la fuerza de gravedad es probablemente la más conocida, es, a la vez, la que menos entendemos y la más débil de todas.
La zona de habitabilidad
La presencia de cada una de las fuerzas fundamentales determina, de algún modo, la existencia del universo tal y como lo conocemos. Pero digamos que aceptamos la existencia de estas fuerzas, ¿es esto suficiente para que se pueda encontrar un planeta con vida fácilmente? La respuesta corta es no.[2]
En astronomía existe un concepto sobre este asunto: la zona de habitabilidad. Como dice su nombre, esto tiene que ver con encontrar las zonas del espacio en donde se mueve un planeta para que pueda ser habitable. Con “ser habitable” nos referimos a un planeta capaz de poseer agua líquida en estado estable.
La característica más importante para que un planeta pueda ser habitable es que orbite una estrella. Estas nos aportan energía, y sin energía no se puede hacer mucho. Además, las estrellas son las fábricas de los elementos que conocemos. Sin ellas no tendríamos la cantidad de elementos químicos que se necesitan para que haya vida compleja como la conocemos. La estrella no puede ser demasiado joven (ofrecería poca energía) ni demasiado vieja (seríamos propensos a ser arrasados por ella).
Ahora, para que el agua líquida pueda existir en la superficie de un planeta se necesita una cierta distancia de la estrella. Si estamos muy lejos de ella el agua se congela, y si estamos demasiado cerca se evapora. Por supuesto, esto también se relaciona con el tamaño de la estrella. Si la estrella es más grande necesitamos estar más lejos y viceversa. Pero aunque la condición de la distancia de la estrella es necesaria, no es suficiente. En nuestro sistema solar tenemos un ejemplo de ello. La zona de habitabilidad está entre las órbitas de Venus y Marte, incluyéndolos, pero hasta ahora no hay indicios de vida en estos planetas, lo cual nos muestra que la existencia de (o la posibilidad de que exista) agua líquida no es equivalente a tener vida.
¿Por qué no son suficientes estas características? Se necesitan muchísimos otros factores para que pueda “darse” la vida en un planeta. Si bien las estrellas son fuentes de energía —es decir, fuentes de radiación—, hay ciertos tipos de radiación muy dañinas para la vida. Por esta razón, el planeta necesita “vestirse” con un campo magnético de manera que se desvíe gran parte de la radiación.
El planeta debe cumplir con varios requisitos más. Uno de estos requisitos, que es muy importante, es la existencia de una atmósfera. Para poder sostener la vida, el planeta debe tener la cantidad de masa suficiente para poder atrapar gravitacionalmente las partículas que conforman la atmósfera y lograr que no se escapen al espacio. Así, podemos tener oxígeno para respirar.
La luna es, sin duda, otro factor que propicia la aparición de vida en un planeta. Si no tuviéramos luna, ciertas zonas del planeta estarían expuestas a temperaturas extremas durante muchísimo tiempo. Además, nuestro satélite no podría ser simplemente de cualquier tamaño. Si fuera demasiado grande, su acción sobre la rotación de la tierra también crearía días demasiado largos, lo cual nuevamente trae problemas con la temperatura.
¿Un accidente improbable?
Ahora, voy a dar un paso peligroso, pero fascinante. La teoría que mejor se ajusta a los datos experimentales que se observan, es la famosa (y de baja reputación dentro de la iglesia) teoría del Big Bang. Existen evidencias sólidas acerca de esta teoría. Por ejemplo, en los años cincuenta, cuando el Big Bang comenzó a aceptarse más, se dijo que si realmente este había ocurrido, deberíamos poder medir hoy la radiación que se emitió en ese momento. Esa radiación, debido al tiempo que ha transcurrido desde el Big Bang, debería ser muy débil. En 1964, dos científicos midieron esta radiación por accidente, los cual les valió el premio Nobel en 1978. Eso es algo realmente impresionante para una teoría.
Sin embargo, aunque el modelo del Big Bang funciona muy bien, los científicos están incómodos.
“Por lo tanto, no está claro si la cosmología debería predecir o incluso simplemente explicar las condiciones iniciales del universo. Por otro lado, sería muy decepcionante si solo condiciones iniciales muy especiales y finamente ajustadas condujeran al universo tal como lo vemos, haciendo que el universo observado sea un ‘accidente improbable’”.[3]
Para tener el universo que conocemos se requiere que una pequeñísima fracción de segundo después del Big Bang existieran condiciones realmente específicas de cantidad de materia, y eso pone nerviosos a los científicos. Esto llevó a que los físicos añadieran otra etapa en la evolución del universo, de manera que estas condiciones tan especiales no fueran necesarias. Esto se conoce como la teoría de la inflación y, hasta ahora, no se han encontrado muchas evidencias para respaldarla.
Es increíble cómo incluso en la misma teoría convencional del Big Bang no podemos escapar del fino ajuste que es necesario para que el universo haya llegado a existir.
Estamos donde tenemos que estar
Podría seguir escribiendo más y más. El ajuste de las variables físicas no solo es general (ajuste del universo y su componentes), sino que además debe ser local (ajustes de un planeta).
Alguien podría decir que esto significa que simplemente estamos donde tenemos que estar, que si estamos vivos es porque así debía ser. Pero ¿quién puede creerse eso? Los ajustes específicos no llegan hasta ahí. Se extienden aún más allá de la física y del universo. Se extienden hasta la química del cuerpo humano y la biología de las células que nos conforman.
Quizá es verdad que estamos donde tenemos que estar. Quizá así debía ser, porque Alguien ajustó todo con las condiciones ridículamente específicas para que nosotros pudiéramos estar aquí.
[1] C. S. Lewis, Dios en el Banquillo, p. 41.
[2] Es verdad, nos referimos a “vida tal y como la conocemos”. Quizá podría darse alguna otra forma de vida, con base en elementos diferentes a los que se basa la nuestra. Pero aunque algunos autores de ciencia ficción han especulado sobre vida con base en silicio, es un escenario muy poco probable debido a la baja capacidad que este elemento tiene de juntarse con otros en comparación con el carbono.
[3] Daniel Baumann, TASI Lectures on Inflation.
Este artículo fue publicado gracias al apoyo de una beca de la Fundación John Templeton. Las opiniones expresadas en esta publicación son de los autores y no necesariamente reflejan los puntos de vista de la Fundación John Templeton.
