domingo, 29 de agosto de 2010

Crítica a Aquino y excepciones a la causalidad



Para que a un argumento le sea negada la categoría de teorema, basta criticar la veracidad de los axiomas en los que se basa (1) o bien la aplicabilidad empírica de sus postulados (2).

Santo Tomás de Aquino, conocido teólogo y filósofo católico, debe su reconocimiento histórico a su postulado de las "5 vías" para probar la existencia de Dios.

Aunque el periodo histórico en el que vivió Aquino fue oscuro, 1400 años después de la escuela helénica de filosofía griega, la época medieval nos hereda en el, el primer atisbo de un nuevo cauce: el análisis de la causalidad.

Indiferente es si despierta o no simpatía en mi su creencia, que como toda fe es respetable. Pero si atento al método que ocupó, me he propuesto esta crítica de sus postulados. Sin lugar a dudas que para hacerlo, solo tomaré el argumento mas fuerte de su teoría, dado que de las 5 vías algunas carecen de mucho sentido (como la 5ta que supone un universo que se está ordenando) y todas las otras apuntan al carácter de fondo del siguiente argumento:

El postulado de Tomas de Aquino sobre el motor primigenio, postula, en resumidas cuentas, que todo acontecer descriptible del mundo, puede ser remitido a una causa que lo origina: de otra manera sería infinito. De esta manera, obteniendo su causa y sabiendo que ninguna causa es causa de si misma por la misma razón, se puede aplicar el mismo argumento recursivamente tantas veces como sea necesario. De esta forma, se encuentra hacia el infinito la causa de causas, cuya existencia según Tomas de Aquino es necesaria ya que no se sostiene de otra forma la existencia del universo ni de ninguno de sus acontecimientos porque, o se auto originaron (poco satisfactorio) o no tienen causa (aparente sin sentido). El razonamiento de Aquino se basa en el movimiento de los cuerpos, arguyendo que todo cuerpo en movimiento debe su comportar a una causa. La sucesión de "motores de movimiento" al infinito comienza en un motor inmóvil, Dios.

De la primera forma de crítica (1), los axiomas sobre los cuales Santo Tomás construyó su razonamiento son lógicos, y como no decirlo, deductivos. Aunque se puedan establecer críticas sobre estos criterios (lógica y deducción), parece mas que razonable tomarlos como caminos fidedignos (al menos, naturalmente humanos y convincentes para nosotros mismos). De todas maneras aunque ya se observa en su argumentación una debilidad evidente, a saber: una generalización desde la observación física a un fenómeno inmanente que trasciende el mundo tangible, no nos detendremos sobre esto por ahora.

De esta manera, es la segunda forma de crítica la que permite, de forma bastante clara, darse cuenta de los errores del argumento de Aquino. Es más, un solo contra-ejemplo bastará para derrumbarla como teorema y destinarla al amplio conjunto de las proposiciones.

Entre las cuales, cabe decir, se encuentra también la siguiente: "Alejandro es bueno". Construida sobre argumentos como "El se comporta bien" y "hace lo que es debido" satisface para mi una deducción lógica. Sin embargo, los siguiente ejemplos muestran como, aunque buena aproximación, una deducción lógica no es suficiente para definir una realidad física, dado que en el espacio en que se da, se asumen propiedades que no necesariamente se cumplen.

1)    Críticas de forma de Russell

- En su argumento del motor inmóvil, Aquino sostenía que todo lo que estaba en movimiento debía ser "movido" por otra cosa, pero la realidad newtoniana es que un cuerpo no perturbado y aislado en el universo sigue moviéndose siempre con velocidad constante y en línea recta sin necesidad de un "empujón causal". Russel atribuye esto a la "ignorancia" de los griegos sobre la física del universo, recordando que Aquino se inspiro en el postulado del motor inmóvil de Aristóteles.

- La crítica más famosa y lapidaria del filósofo y matemático ingles señala que es una falacia afirmar que porque las propiedades de los elementos de un conjunto sean tales (causalidad de los sucesos), estas deben cumplirse para el conjunto de esos elementos (universo). Esto es una propiedad de la teoría algebraica de conjuntos.

-El argumento de Santo Tomas se basa en la ocurrencia de que una serie de sucesos no puede ser infinita porque no tiene comienzo. Dicho de otra manera, el universo infinito que conocemos es sostenible en su argumento solo si tiene una causa, inicio o "motor inicial", de otra forma no puede ser infinito. Esto es un claro error considerando que hay un sin numero de series descritas matemáticamente que no tienen inicio y sin embargo son infinitas y todas ellas perfectamente conocidas y manipulables en matemáticas, como lo es la serie de los números pares que a cada n asocie el numero 2n -> (..-6, -4, -2, 0, 2, 4, 6…).


2)    Ausencia de causalidad en la constitución universal como expresiones de debilidad del argumento de Aquino:

Me referiré en lo sucesivo a eventos en los cuales la causalidad no es aplicable como nexo entre una instancia y otra del universo observable, de lo que se infiere que un argumento basado en la causalidad necesaria de los eventos (Aquino) pierde significado como explicación totalitaria de la existencia de dichos eventos y en particular, del conjunto de todos ellos.

a)    Aproximación matemática.

-    Un segunda segunda línea de razonamiento aparte del argumento de la existencia de series infinitas sin comienzo, viene de considerar que el postulado de Aquino es el equivalente a considerar al universo como una función continua, desde la que se puede derivar una relación causal entre todos sus eventos sin inconveniente. Dicho de otra manera, esta "función" puede recorrerse en toda su extensión sin "saltos". Esto es a lo menos, una ilusión entendible para la época pero lo que menos define al universo es una "continuidad" de sucesos, pudiendo una gran cantidad de sus fenómenos ser considerados como "grandes discontinuidades" o "saltos" en la función universo, empezando por el discontinuo, discreto e impredecible mundo subatómico (que todo lo compone) y los agujeros negros en el centro de las galaxias.


b)    Aproximación física:

-    La causalidad es un fenómeno ínter temporal donde un evento b sucede cronológicamente a un evento a, definiendo este ultimo el acontecer completo del fenómeno b. Dado que el espacio-tiempo (estructura que nos permite fijar coordenadas de un evento cualquiera en el universo) es una propiedad intrínseca del universo y comenzó con el, no cabe preguntarse por una causa en el sentido clásico del termino (sentido que usó Aquino en su deducción) por verificarse un sin sentido.

-    Los Agujeros Negros, eventos de infinita densidad que provocan una singularidad espacio-temporal que como consecuencia primera, ejerce una atracción gravitatoria aplastante sobre todo lo que lo rodea son ejemplos evidentes de una excepción a las leyes de la física como la entendemos hoy y no solo una negación a esta "suavidad continua e idealizada" de universo. En ellos, no se puede predecir ningún fenómeno, menos establecer relación entre su composición interna y el medio, mas que la de total perdida de información en su interior ingresado un horizonte de eventos (radio crítico de proximidad). ¿De que manera interactuan con el medio? De manera absorbente, aunque la radiación de Hawking es una evidencia de que alguna manera algo escapa de ellos, pero no se sabe porque (no es relativo a su masa). De lo poco que se sabe de estos fenómenos, si se sabe que en su interior no se cumple ninguna ley de la física, comenzando por la causalidad lógica. Claro ejemplo de quiebre con el argumento de causalidad recursiva. Si viviramos en un agujero negro, el argumento de Aquino no tendría sentido alguno pero claro, nos ha tocado la suerte de estar acá afuera.

-    La Mecánica cuantica, área de la física que tuvo que separarse de la mecánica relativista, estudia y define los fenómenos acontecidos en el mundo sub atómico. Este, literalmente es otro "mundo" donde las cosas ya no están en un determinado lugar sino que solo poseen probabilidades de "estar": el caso de los electrones. De hecho, "estan" solo al ser medidos. Se sigue directamente que la causalidad es un fenómeno a veces observable en el "mundo de lo grande" pero no siempre evidenciado en el mundo de "lo pequeño" que además, es constitutivo de lo grande.

c)    Aproximación Química:

-    Dentro de la compleja composición química del Universo, un fenómeno conocido se llama sistema termodinámico cerrado o aislado, que posee la cualidad de no intercambiar ni materia ni energía con el exterior. Su constitución y propiedades solo dependen de variables y factores contenidos únicamente en el interior del sistema por lo que no existe una relación causal entre las propiedades de lo que está adentro y de lo que está afuera del mismo sistema. Ejemplo a la mano es un termo. ¿Pero cual puede ser la relevancia de un termo para temas tan "elevados"? Que pueden existir regiones del universo que se comportan como lo hace el café dentro del termo, por lo tanto otra vez sin relación causal con el medio la conclusión del motor primigenio no tiene sentido, al no aplicarse su "metodo" a todos los fenómenos del universo.
-  
Suficientemente rebatido el argumento de Aquino, he de resaltar la intención que subyace su crítica: avanzar sobre caminos lógicos a la deducción de la verdad. De esta manera, Aquino recurre a la causalidad como fenómeno lógico. Sucede que la causalidad en su definición mas simple a=>b parece no ser "omnipresente" como fenómeno completamente explicativo de los fenómenos del universo, y existen en su nueva apariencia matices, restricciones y excepciones. Claro ejemplo de aquello es el mundo sub-atómico de cuyo estudio se encarga la mecánica cuántica. Área que por lo demás obligó a suavizar la aspiración "determinista" que había caracterizado por siglos a la ciencia en su búsqueda del conocimiento. Se plantea así naturalmente la siguiente pregunta: ¿No es acaso la ciencia, la forma de investigación y deducción de las causas?. Es lo que intenta abarcar Bertrand Russel en su "Analisis de la Materia" libro en el cual discute la axiomática sobre la cual se construye la física. De tal intento surgen dos hechos notables: el primero, su definición esencial y muy de mi gusto "un trozo de materia es una estructura lógica compuesta por acontecimientos" y el segundo, su conclusión de que el campo de la física se define como aquel dominio en el que existan las causas físicas. En sus palabras : "Lo que queda fuera de esas leyes de continuidad causal no pertenece a la física." Esto ultimo es radical en el sentido de que restringe y sugiere destruir la vieja aspiración de que la física puede explicar "todo fenómeno" del universo para los casos de fenómenos físicos que no tenga causa física perceptible. Dicho de otra manera, plantea la posibilidad teórica de que la física no pueda explicar todo fenómeno acontecido en el universo. Atrevido al menos.

Ahora, la importancia de abarcar este crítica además del análisis de la causalidad, pareciera ser la existencia de Dios, pero como lo dice bien Russell, "si Dios no está sujeto a las leyes de la física, no podemos deducirlo de fenómenos físicos, ya que ninguna ley física causal nos conduce a él", lo que aparte de ser una verificación contundente, plantea lo que en otras palabras me llama a escribir este texto. Es una pregunta derivada de la pregunta ontológica, ¿que hay?: ¿posee el universo un origen?.

Claro que si, el big bang hace 13.700 millones de años es un evento que dio origen al universo, definición sostenida por una teoría física muy bien fundada¹. Debo reformular entonces: ¿hay algo que subyace aquel origen?.

Referirse a tamaño cuestionamiento desde un punto de vista físico nos limita lingüísticamente de inmediato pues en una primera aproximación, se vislumbra la imposibilidad de referirnos a la respuesta del mismo como "causa" o "fenómeno" (pues el espacio-tiempo es una propiedad constitutiva del universo y no lo trasciende).

En la línea del argumento de Russell, la intención de Aquino paradójicamente, es la búsqueda de un "fundamento" de la existencia del universo, pero ajeno a el, lo que elimina toda posibilidad de llegar a una respuesta científica ni filosóficamente analítica (y vuelve nuevamente al dominio de su creencia, la fe).

S. Hawking dijo alguna vez que "no se ha necesitado la suposición de que Dios creo el universo para explicarlo". En esa línea, creo que la búsqueda de "algo que trasciende" es mas una búsqueda de sentido que de razón. Creo que ambos se pueden descubrir sin tener que acudir a argumentos metafísicos: la razón en la naturaleza del universo, y el sentido en la conciencia misma de quien lo busca².

Me inclino a remitir en mi busqueda a lo que es conocido, pues ¿porque la razón del universo tiene que escapar a su complejidad?. El principio filosófico de Okcham nos dice que una teoría es mas probablemente cierta que otra si explica satisfactoriamente un fenómeno y requiere de menos supuestos para tal efecto que su competidora. Esto es, entre dos teorías satisfactorias, la mas simple será la mas probable. De esta manera, y en la linea de Hawking, adherir el supuesto de "Dios creó el Universo" le quita veracidad a la teoría explicativa del mismo.

De esta manera para proseguir con la reflexión de fundamento universal me parece un camino correcto y necesario enfocarme al conocimiento de la naturaleza del mismo, puesto que en mi postura personal, Dios (si se quiere) es la mente universal, es la naturaleza del universo. En la frase del connotado filósofo B. Spinoza "Deus sive Natura". Para acercarnos a esta naturaleza, es requisito sinecuanon conocer entonces, lo que sigue:

Una descripción más o menos notable del universo se ha logrado hasta estos días con dos teorías que se encargan, hasta cotas muy complejas, de explicar el comportamiento de los cuerpos y sucesos que atañen al universo: su naturaleza. Y me refiero a responder de manera empírica cuestionamientos trascendentes, que a ratos atañen también a la filosofía:

a) predictibilidad de los sucesos a través del estudio del comportamiento de los cuerpos por perturbación e inercia
b) la estimación de sus ecuaciones de movimiento
c) que fuerzas rigen el universo, a que afectan y su dominio de influencia (alcance y cotas)
c) cuales son las propiedades químicas de la materia
d) origen y evolución del universo

Esto se ha logrado hasta ahora en dos niveles: explicación del mundo subatómico (a través de la mecánica cuántica) y estudio del mundo "de lo grande" (a través de la relatividad general). Algunos elementos a considerar de cada una de ellas:

Mecánica cuantica: En el mundo sub atómico se acaban las certezas. Principalmente por dos motivos:
a)    Se define la dualidad onda - partícula, rompiendo el paradigma de lo tangible, de que todo "está". En la mecánica cuantica, los electrones y todas las otras partículas subatómicas presentan comportamiento dual, siendo definidas preferentemente por una función de onda que asocia cierta probabilidad de ocurrencia a distintos "estados". El hecho de "medir" al electrón lo convierte en un "estado", lo que da inicio a la revolución: lo observado no es independiente del observador que lo "observa".
b)    El principio de incertidumbre de Heisenberg dicta que a mayor precisión podamos medir la posición de una partícula, menor será la precisión de la medición de su velocidad, y acota este error con un valor: x*p>h/2


Relatividad General:
a)    Define el universo como un sistema de 4 coordenadas, 3 espaciales y 1 temporal que no es posible definir individualmente. Estamos "insertos" en un espacio-tiempo y lo que antes era conocido como un "punto" ahora se denomina un "evento" espacio-temporal.
b)    Describe con reglas muy simples el movimiento de los cuerpos a través de coordenadas basadas en sistemas de referencia, dando la misma significancia a todos los sistemas de referencia posibles.
c)    El movimiento de un cuerpo altera su "realidad" (su energía), por lo que para distintos observadores sus propiedades (velocidad, dimensiones) serán distintas. El espacio-tiempo entendido como tal determina la relatividad de la observación. Lo que evoca recordar el fenómeno de relatividad de los estados en mecánica cuántica.
d)    Se establece una equivalencia entre energía y masa con E=mc2, y la velocidad de la luz constante e igual a c.

Además, la biología nos ha entregado información valiosa sobre la vida, sus propiedades, patogenia y procesos de cambio, recogiendo en Darwin la teoría evolucionista de las formas de vida . En ese sentido, la química nos ha ayudado también a comprender la naturaleza atómica y la compleja composición, estructura y propiedades de la materia.

Con esto en mente, ciertos atisbos de respuesta:

-    Científicamente,
Se sostiene que el Universo es auto contenido, léase, si hubiera algo que no hace parte del universo (no se puede decir "fuera" ya que el espacio-tiempo es una estructura de este universo) sería otro universo. De haberlo, no puede afectar de ninguna manera la existencia de este universo puesto que no hay relación causal entre ellos. De hecho, de haber relación causal ya no estaríamos hablando de dos universos distintos sino del mismo. Una forma de entender este concepto es analogarlo a una esfera de proporciones infinitas en constante expansión desde un momento 0 donde su energía era infinita pero sus dimensiones eran nulas.

-    Teorías cosmológicas sin evidencias de peso.
a) La existencia del universo podría ser una oscilación constante (en forma de onda) entre creación y destrucción de universos consecutivos. Esto va alineado con el fenómeno inicial del big bang pero además necesita de un futuro big crunch, instancia en la cual (y por la existencia de una cantidad conocidamente enorme y no verificada de materia en el universo) este detendría su expansión y comenzaría un proceso de contracción gravitatoria que lo llevaría irrevocablemente a una "gran compresión" que daría paso luego a la formación de otro big bang con su correspondiente universo. La mitad de la longitud de onda de esta "súper onda" es la vida de un universo. Su amplitud sería su dimensión espacial. De esta manera el fundamento de la existencia sería un ciclo infinito de de creación y destrucción.


 b) Se conoce la existencia de los agujeros negros, sucesos que atraen con una fuerza gravitacional descomunal a todo lo que los rodea. Asimismo, existen los agujeros blancos (de los cuales solo se conoce uno, el big bang) suceso desde el cual emana infinita materia y energía. He leído algunas teorías, ya a nivel mas pseudo científico, que esbozan la posibilidad de un posible equilibrio entre los agujeros negros y blancos, analogado además metafóricamente en la imagen del ying-yang. Buscando algún fundamento a lo anterior se puede concebir la identidad (o ecuación de igualdad) 0 = +1-1 = 0.

El argumento de "adición" lo entrega el agujero blanco y su "aporte" masivo, mientras el argumento de "sustracción" lo aporta el agujero negro y su "sustracción" masiva. En términos mas estrictos, no es "suma" o "resta" de masa sino aumento y disminución de la entropía (o nivel de desorden) de un sistema. Así y todo, aunque hermoso, este argumento es muy débil debido a que no se puede probar el equilibro entre ambos tipos de agujeros siquiera una relación entre ellos. Se análoga románticamente al símbolo del ying-yang.
Hay que acotar que el fundamento de la existencia sería paradójicamente un estado inocuo o virtual de no existencia.

c) La Teoría de Cuerdas o Branas explica el universo en base a su unidad fundamental: la esencia misma de composición universal, y desde donde también se inició todo es una estructura oscilante en forma de cuerda o brana, que dada su oscilación define distintos estados potenciales y niveles de energia que darían forma a todo lo que conocemos. Su solución de las ecuaciones de la relatividad exijen admitir que no estamos en un universo de 4 dimensiones como lo concebimos hasta ahora, sino uno de 11 donde las otras 7 dimensiones coexisten con las 4 perceptibles plegadas sobre si mismas. La búsqueda de esas dimensiones adicionales es el camino de los físicos que defienden esta teoría.

En síntesis, la realidad física de hoy nos indica que el espacio-tiempo se genera en el mismo evento del big bang, por lo que no es correcto esperar encontrar una causa para tal suceso, en el mas amplio sentido de la palabra. Además, dado que en el origen del universo se fusionan las "áreas de atingencia" tanto de la mecánica cuantica como de la relatividad general en una mezcolanza informe (no se posee teoría alguna capaz de definir lo que allí sucede), no es correcto aplicar principios de una ni otra teoría para definir tal acontecimiento. De esta manera, esperar obtener probabilidades, certezas, interacciones o causas en tal evento es casi con seguridad, incorrecto.

Por ultimo, acotar que lo que se sabe con relativa certeza que transcurrido un tiempo igual al tiempo de planck (10 elevado a -32s) la temperatura y la densidad del universo se hicieron cuantificables (diferentes de infinito) y comenzaron a registrar una disminución sucesiva que llega a nuestros días.

Podríamos decir que en un comienzo Dios tenía fiebre, pero ya se ha mejorado.

A Tomas de Aquino le gustaría infructuosamente definir, eso si, la posible causa de tal enfermedad.



¹ Ver "B a n g" publicación de Julio en http://explorandoperspectivas.blogspot.com/2010/08/b-n-g.html

² Ver ensayo "Extraño Sentido", Julio 2010. http://explorandoperspectivas.blogspot.com/2010/07/extrano-sentido.html

jueves, 12 de agosto de 2010

B a n g.

Nuestro Universo.

En la historia de la ciencia, muchas han sido las explicaciones aceptadas para los distintos fenómenos de la naturaleza. Cuando estas explicaciones pasan de ser una declaración individual para convertirse en la opinión de amplio consenso en la comunidad científica, con una sólida base teórica y basada en contundente evidencia empírica, se convierte en un paradigma de la ciencia.

De esta manera en la historia los cambios de paradigma son mas bien escasos. Se pueden nombrar algunos visibles ejemplos: el paso de la gravedad newtoniana a la gravedad relativista en física; de la generación espontanea a la evolución darwiniana en biología; desde atomos esféricos indivisibles al modelo atómico de Bohr; el estudio de la neurobiología con nuevas aplicaciones en psicología, etc. Esta “escasez” de cambios se debe principalmente a dos factores.

En primer lugar, la solidez de su fundamento hace muy complejo la obtención de una “solución” todavía mas profunda y mejor fundada, sin permanecer en las líneas del paradigma anterior, por lo que la mayoría de los avances son de complejización y complemento del paradigma actual y no de un abrupto cambio. En segundo lugar en una línea mas practica, y como dice T. Kuhn, solo cuando el investigador se ha “quitado de encima” el paradigma actual puede vislumbrar uno nuevo, antes siquiera de investigar su posibilidad.

Son las dos líneas de investigación de la ciencia, las que tratan en primer termino de “poner a prueba” la actual teoría, mejorando así su descripción de los fenómenos o bien probando que está errada. Y en segundo termino el trabajo en nuevas líneas de investigación y en la formulación de teorías nuevas, que se vislumbra difícil dada la acuciosidad y complejidad que alcanzan las teorías vigentes.

La teoría del Big Bang es la teoría científica ampliamente aceptada hoy por la comunidad científica, relativa a explicar la dinámica y origen del Universo. Es lo que estudia el área de la física llamada “Cosmología”.

La Cosmología surgió a comienzos del siglo XX con la presentación de Albert Einstein de su increíble teoría de la relatividad, que para la humanidad abría caminos cada vez más profundos en la comprensión del universo, su espacio-tiempo y las leyes que lo rigen.

Esta teoría llamada caricaturescamente Big Bang, en efecto, va solidamente bien encaminada a encontrar respuestas a cuestiones tan trascendentes como ¿Cómo se inició el Universo?, ¿Cuándo se inicio?, la dinámica de temperaturas y componentes químicos, los procesos que en el se viven, su estructura a gran escala, etc. En su formulación convergen diversas áreas de estudio como la física teórica y la astronomía.

Como toda teoría, esta se vale de la experimentación y los elementos tecnológicos de los que disponga el ser humano en su búsqueda incansable por la comprensión del todo, para verificar predicciones y sostener así lo que en el papel parece coherente (modelo matemático no contradictorio).

De esta manera, a grandes rasgos el Universo se habría iniciado en una singularidad, un fenómeno matemático que explica la convergencia de infinita masa y energía en un espacio acotado (por no decir nulo) del universo: un punto. Desde este punto se originaría una expansión inconmensurable que daría origen a todo lo que conocemos, incluido los parámetros que regulan el universo como las fuerzas, la temperatura, la densidad, la masa del electrón, la velocidad de la luz, etc.

Ahora bien, la definición relativista del Universo lo concibe como un “gel invisible” de espacio-tiempo, su estructura primordial. Este espacio-tiempo expresa en forma de “gravedad” la deformación geométrica que en él ejerce la presencia de objetos de gran masa: objetos muy masivos como las estrellas curvan la estructura del universo.

La analogía de una bola de metal puesta en una red de nylon nos da una idea de cómo se deforma el espacio-tiempo en presencia de objetos masivos, condicionando las trayectorias de los objetos cercanos a esta nueva “realidad curvada” del espacio tiempo, hacia el objeto masivo.

De la concepción de espacio-tiempo esta singularidad donde se inició todo no puede ser descrita como un punto, por lo que se le llama evento inicial. Lo que se sabe es que el tiempo comenzó a transcurrir en ese evento y el evento-Universo comenzó a expandirse. Transcurrido un tiempo cercano al tiempo de planck (10 elevado a la -35s) se concibe una disminución sucesiva de la temperatura y densidad del Universo con una consiguiente mega expansión. Antes de este tiempo crítico no se sabe que pudo ocurrir porque no se dispone de una teoría cuántica de la gravedad, es decir, que unifique la mecánica cuántica (encargada de explicar los comportamientos en espacios sub atómicos) y la relatividad general (encargada de explicar los sucesos gravitatorios a escala planetaria y estelar) y de esta manera describa que sucedió antes de la mega expansión. Solo se sabe que todo estaba muy caliente y denso.


Img1. Diagrama de Expansión del Universo. NASA

Citando a Michio Kaku, físico estadounidense, con respecto a la paradoja de denominar Big Bang (gran explosión) al inicio del Universo: “En cierto modo no puede haber sido grande ya que se produjo exactamente antes del surgimiento del espacio-tiempo: el mismo big bang habría sido lo que generó las dimensiones desde una singularidad; tampoco es exactamente una explosión en el sentido propio del término ya que no se propagó fuera de sí mismo.”*

De esta manera el Universo comenzó un proceso expansivo que dura hasta el día de hoy, 13.700 millones de años después del evento inicial. Pero no todo fue simple. En efecto, de existir Dios, este solo pudo “ver” su universo en el año 380.000. Antes de ese periodo, las partículas que transmiten la “luz” no estaban libres.

A que me refiero con esto, a que lo que ocurría antes de esa fecha en el plasma incandescente que era el Universo entonces fueron complejos procesos de creación y destrucción de fotones, electrones y quarks. Los primeros transmiten la luz, los segundos orbitan el núcleo atómico y los terceros son partículas elementales que en combinación formarían protones y neutrones, constituyentes del núcleo del átomo que conocemos hoy.

Con el tiempo y las colisiones atómicas, poco a poco las nubes de gas comenzaron a colapsar gravitatoriamente en si mismas para formar las primeras estrellas que, agrupadas entre ellas, formarían luego las primeras galaxias. La gravedad comenzó a regir el universo dándole forma que a ratos se abstraen de la inconmensurable velocidad de expansión. Este fenómeno de expansión puede ser visto con la analogía del Universo como una red llena de puntos, donde la expansión corresponde a un alargamiento de la red con los puntos en consecuencia separándose entre si. Para el terror de algunos y la alegría de la ciencia ficción, está comprobado que a mayor distancia de separación de dos objetos, mayor es la velocidad de “alejamiento” de los mismos.

Volviendo al Universo primigenio, dadas aquellas condiciones descritas y con la inminente disminución gradual de temperatura, la formación del primer átomo de hidrogeno marcó la primera liberación de fotones, por lo que el universo por fin pudo ser “visto”. Esto ocurrió en el año 380.000, año en el que Dios debe haber sonreído. Pero nadie mas sonrió: la temperatura del universo en ese entonces alcanzaba los 2800ºC. Además, con la expansión del universo ha disminuido también su temperatura, alcanzando actualmente los -270ºC o 2.7ºK. Una inminente muerte térmica se producirá de alcanzar el 0º absoluto, instancia en la cual ninguna estrella brillará y todo el cielo se volverá nuevamente “negro”, aunque de eso no estoy tan seguro porque no habrá nadie vivo que corrobore tal predicción.


Proyecto Sloan.

De esta manera, el estudio del inicio y dinámica del universo parecen bien encaminadas. Es más, la adquisición de conocimientos sobre el origen del universo supone una mejor base para acercarnos al conocimiento del Universo actual, aunque no lo podamos observar a cabalidad.

De esta manera, y si del método científico se trata, ningún estudio o aproximación teórica adquiere total validez sin una confirmación empírica que la valide. Es así como actualmente se desarrolla un proyecto llamado Sloan Digital Sky Survey, una investigación astronómica de 7 años que pretende mapear mas de un millón de galaxias con posiciones exactas en 3 dimensiones, ya no solo en una foto. Esto se hace estudiando la radiación que de cada galaxia proviene con un método llamado espectroscopia, que permite analizar el espectro de la radiación electromagnética ocupando la ley de doppler para analizar la luz como fuente de información de propiedades y movimiento del objeto.


Img2. Diagrama de observación Sloan Digital Sky Survey

Lo sustancial de este proyecto es que ya ha dado una primera luz en su ambicioso objetivo: una primera aproximación observacional a la estructura a gran escala del universo, imagen llamada también “Sloan Great Wall”. Esta imagen deja en evidencia, no solo la macro estructura en forma de “red” que reúne súper clusters de galaxias (en amarillo) sino también la presencia de materia oscura (en morado): forma no observable de materia dotada de masa que ejerce influencia gravitacional sobre la materia que conocemos.

Esta estructura es, sin duda, una consecuencia de la “evolución” o cambio continuo del Universo en estos casi 14 mil millones de años de historia, lo que implica la importancia del estudio de aquel periodo con interés práctico y no solo histórico.

Img3. Sloan Great Wall

Fondo de Radiación de Microondas.

La introducción anterior solo tenía como objetivo llegar a esta sección de una manera gradual. ¿Que es el Fondo de Radiación de Microondas (o Cosmic Microwave Background-CRB en inglés)? Es la radiación electromagnética mas antigua que se ha podido percibir, y corresponde a la evidencia empírica mas fuerte de la validez del “Big Bang” como teoría del universo. La frecuencia de esta radiación pertenece al rango de las microondas, de una amplitud mucho mayor a la luz visible, de ahí su nombre.

Fue predicha desde los años 40 pero fue medida por primera vez veinte años después. Puede ser percibida desde todo ángulo en el que se observe el “cosmos”. En consecuencia es llamada por algunos científicos como el “eco del big bang”. Pero no es exactamente eso, sino la primera liberación de fotones ocurrida cerca del año 380.000 anteriormente descrito. Lo que se mide entonces es la temperatura de aquella antigua radiación que ha viajado casi 14 billones de años hasta llegar a nuestros computadores, que con una precisión creciente han estudiado la temperatura de ese “primer destello” en 2800 grados Celsius, la mitad que la temperatura de la superficie del sol. En un primer estudio de esta radiación de microondas, se observó una increíble y esperable uniformidad en la temperatura del universo, sin embargo en sucesivas misiones de observación (satélites WMAP1, WMAP2, COBE) han mejorado esa medida y se dieron cuenta que a lo largo del campo de observación y a pesar de su homogeneidad, existía un sin fin de “parches” de variación de la temperatura en menos de un 0.0001%. Estas variaciones, aunque ínfimas, parecen ser los restos dejados en la radiación de microondas por la existencia de acumulaciones de masa primigenias. De estas “semillas estelares” se desprende la estructura del universo actual; una red de galaxias agrupadas en supercúmulos.



Img4. Primera imagen del fondo de radiación de microondas llamado Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), 2003.

Estudiando la complejidad de esta radiación y aumentando la prolijidad de observación, muy probablemente podamos obtener pistas certeras del Universo primigenio que nos guíen hacia la estructura a gran escala del universo de hoy. En esa línea, el año 2009 una nueva misión fue enviada por la agencia espacial europea (European Satellital Agency - ESA): se trata del satélite “Planck” -en honor al científico alemán-. Este satélite entregó recientemente una foto en baja calidad de lo que es la nueva observación de alta definición de dicha radiación de fondo. Sucesivos estudios en los 6 meses venideros revelaran, muy probablemente evidencia sobre la estructura del universo que hoy son desconocidas y permitirán finalmente liberar públicamente la nueva gran imagen del universo primigenio en alta definición. Por mientras, la nueva imagen en baja calidad promete no solo por su belleza, sino por las implicancias que de ella se derivarán. ¿Estaremos próximos a experimentar la primera aproximación humana realmente aguda a una macro estructura del Universo? El tiempo lo dirá.



Img5. El universo primigenio visto en microondas por el satelite Planck, Julio 2010.
Refs.
* Stephen Hawking “Historia del Tiempo”.
* Modelo Relativista A. Einstein
* Modelo Cosmológico Standard
* Sloan Digital Sky Survey www.sdss.org

Escrito por Gustavo Montaldo.

Video recomendado sobre la forma de fotografiar de los satelites WMAP, COBE y PLANCK:
http://www.youtube.com/watch?v=e5BeGg4xWVM&playnext_from=TL&videos=SFnBRS46i9c

lunes, 2 de agosto de 2010

Ilusión de Certidumbre


La ilusión de la certidumbre es el viejo condicionante que las sociedades han traspasado como dudosa herencia a todo ser humano. Porque creemos saber y muchas veces estamos seguros de cosas que lamentablemente, no son tal. Y tiene que ver tanto con la ingenuidad personal como con la complejidad del mundo en el que vivimos. No podía ser de otra manera: en un mundo simple y con todas las respuestas resueltas, no nos quedaría mas que convertirnos en maquinas.

Es así como emprendemos el camino del cuestionamiento, de la divagación suscitada en la observación, de la experimentación y la aguda crítica: surgen en la filosofía y las ciencias formas de atacar esta certidumbre impuesta, y quitar con impetú el velo de la ignorancia. No es fácil, nunca lo ha sido. Pero la actitud persistirá, aun cuando poco avanzemos, porque el sentido radica ya no en el descubrir verdades sino en trabajar por los mas consistentes caminos de explicación. Y no solo en eso, en ejercer una conciencia que radica su atención hacia adentro y hacia afuera del individuo en una "intención" sin deseo, sin orgullo, sino en la mas pura apertura a la crítica.

Imagen 1. Superficie del sol a escala 1km, donde no solo sorprenden aquellos filamentos negros incandescentes sino que en ellos se descubrió la presencia de puntos blancos de plasma al parecer incomparablemente mas caliente que el resto de la superficie.

Imagen 2. Nebulosa Eta Carinae de polvo y gas, en la cual se observa un sublime evento de colapso gravitatorio que generará un ejercito de nuevas estrellas.
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