NUESTRA IMAGEN DEL UNIVERSO

Capítulo 1

NUESTRA IMAGEN DEL

UNIVERSO

Un conocido científico (algunos dicen que fue Bertrand Russell) daba una vez una

conferencia sobre astronomía. En ella describía cómo la Tierra giraba alrededor del

Sol y cómo éste, a su vez, giraba alrededor del centro de una vasta colección de

estrellas conocida como nuestra galaxia. Al final de la charla, una simpática señora

ya de edad se levantó y le dijo desde el fondo de la sala: «Lo que nos ha contado

usted no son más que tonterías. El mundo es en realidad una plataforma plana

sustentada por el caparazón de una tortuga gigante». El científico sonrió

ampliamente antes de replicarle, «¿y en qué se apoya la tortuga?». «Usted es muy

inteligente, joven, muy inteligente -dijo la señora-. ¡Pero hay infinitas tortugas una

debajo de otra!».

La mayor parte de la gente encontraría bastante ridícula la Imagen de nuestro

universo como una torre infinita de tortugas, pero ¿,en qué nos basamos para creer

que lo conocemos mejor? ¿.Qué sabemos acerca del universo, y cómo hemos

llegado a saberlo. ¿De dónde surgió el universo, y a dónde va? ¿Tuvo el univer so un

principio, y, si así fue, que sucedió con anterioridad a él? ¿Cuál es la naturaleza del

tiempo? ¿Llegará éste alguna vez a un final? Avances recientes de la física, posibles

en parte gracias a fantásticas nuevas tecnologías, sugieren respuestas a algunas de

estas preguntas que desde hace mucho tiempo nos preocupan. Algún día estas

respuestas podrán parecernos tan obvias como el que la Tierra gire alrededor del

Sol, o, quizás, tan ridículas como una torre de tortugas. Sólo el tiempo (cualquiera

que sea su significado) lo dirá.

Ya en el año 340 a.C. el filósofo griego Aristóteles, en su libro De los Cielos, fue

capaz de establecer dos buenos argumentos para creer que la Tierra era una esfera

redonda en vez de una plataforma plana. En primer lugar, se dio cuenta de que los

eclipses lunares eran debidos a que la Tierra se situaba entre el Sol y la Luna. La

sombra de la Tierra sobre la Luna era siempre redonda. Si la Tierra hubiera sido un

disco plano, su sombra habría sido alargada y elíptica a menos que el eclipse

siempre ocurriera en el momento en que el Sol estuviera directamente debajo del

centro del disco. En segundo lugar, los griegos sabían, debido a sus viajes, que la

estrella Polar aparecía más baja en el cielo cuando se observaba desde el sur que

cuando se hacía desde regiones más al norte. (Como la estrella Polar está sobre el

polo norte, parecería estar justo encima de un observador situado en dicho polo,

mientras que para alguien que mirara desde el ecuador parecería estar justo en el

horizonte.) A partir de la diferencia en la posición aparente de la estrella Polar entre

Egipto y Grecia, Aristóteles incluso estimó que la distancia alrededor de la Tierra era

de 400.000 estadios. No se conoce con exactitud cuál era la longitud de un estadio,

pero puede que fuese de unos 200 metros, lo que supondría que la estimación de

Aristóteles era aproximadamente el doble de la longitud hoy en día aceptada. Los

griegos tenían incluso un tercer argumento en favor de que la Tierra debía de ser

redonda, ¿por qué, si no, ve uno primero las velas de un barco que se acerca en el

horizonte, y sólo después se ve el casco?

Figura 1:1

Aristóteles creía que la Tierra era estacionaria y que el Sol, la luna, los planetas y las

estrellas se movían en órbitas circulares alrededor de ella. Creía eso porque estaba

convencido, por razones místicas, de que la Tierra era el centro del universo y de que

el movimiento circular era el más perfecto. Esta idea fue ampliada por Ptolomeo en

el siglo ii d.C. hasta constituir un modelo cosmológico completo. La Tierra

permaneció en el centro, rodeada por ocho esferas que transportaban a la Luna, el

Sol, las estrellas y los cinco planetas conocidos en aquel tiempo, Mercurio, Venus,

Marte, Júpiter y Saturno (figura 1. l). Los planetas se movían en círculos más

pequeños engarzados en sus respectivas esferas para que así se pudieran explicar

sus relativamente complicadas trayectorias celestes. La esfera más externa

transportaba a las llamadas estrellas fijas, las cuales siempre permanecían en las

mismas posiciones relativas, las unas con respecto de las otras, girando juntas a

través del cielo. Lo que había detrás de la última esfera nunca fue descrito con

claridad, pero ciertamente no era parte del universo observable por el hombre.

El modelo de Ptolomeo proporcionaba un sistema razonablemente preciso para

predecir las posiciones de los cuerpos celestes en el firmamento. Pero, para poder

predecir dichas posiciones correctamente, Ptolomeo tenía que suponer que la Luna

seguía un camino que la situaba en algunos instantes dos veces más cerca de la

Tierra que en otros. ¡Y esto significaba que la Luna debería aparecer a veces con

tamaño doble del que usualmente tiene! Ptolomeo reconocía esta inconsistencia, a

pesar de lo cual su modelo fue amplia, aunque no universalmente, aceptado. Fue

adoptado por la Iglesia cristiana como la imagen del universo que estaba de acuerdo

con las Escrituras, y que, además, presentaba la gran ventaja de dejar, fuera de la

esfera de las estrellas fijas, una enorme cantidad de espacio para el cielo y el

infierno.

Un modelo más simple, sin embargo, fue propuesto, en 1514, por un cura polaco,

Nicolás Copérnico. (Al principio, quizás por miedo a ser tildado de hereje por su

propia iglesia, Copérnico hizo circular su modelo de forma anónima.) Su idea era

que el Sol estaba estacionario en el centro y que la Tierra y los planetas se movían

en órbitas circulares a su alrededor. Pasó casi un siglo antes de que su idea fuera

tomada verdaderamente en serio. Entonces dos astrónomos, el alemán Johannes

Kepler y el italiano Galileo Galilei, empezaron a apoyar públicamente la teoría

copernicana, a pesar de que las órbitas que predecía no se ajustaban fielmente a las

observadas. El golpe mortal a la teoría aristotélico/ptolemaica llegó en 1609. En

ese año, Galileo comenzó a observar el cielo nocturno con un telescopio, que

acababa de inventar. Cuando miró al planeta Júpiter, Galileo encontró que éste

estaba acompañado por varios pequeños satélites o lunas que giraban a su

alrededor. Esto implicaba que no todo tenia que girar directamente alrededor de la

Tierra, como Aristóteles y Ptolomeo habían supuesto. (Aún era posible, desde luego,

creer que las lunas de Júpiter se movían en caminos extremadamente complicados

alrededor de la T'ierra, aunque daban la impresión de girar en torno a Júpiter. Sin

embargo, la teoría de Copérnico era mucho más simple.) Al mismo tiempo,

Johannes Kepler había modificado la teoría de Copérnico, sugiriendo que los

planetas no se movían en círculos, sino en elipses (una elipse es un círculo

alargado). Las predicciones se ajustaban ahora finalmente a las observaciones.

Desde el punto de vista de Kepler, las órbitas elípticas constituían meramente una

hipótesis ad hoc, y, de hecho, una hipótesis bastante desagradable, ya que las

elipses eran claramente menos perfectas que los círculos. Kepler, al descubrir casi

por accidente que las órbitas elípticas se ajustaban bien a las observaciones, no

pudo reconciliarlas con su idea de que los planetas estaban concebidos para girar

alrededor del Sol atraídos por fuerzas magnéticas. Una explicación coherente sólo

fue proporcionada mucho más tarde, en 1687, cuando sir Isaac Newton publicó su

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, probablemente la obra más

importante publicada en las ciencias físicas en todos los tiempos. En ella, Newton

no sólo presentó una teoría de cómo se mueven los cuerpos en el espacio y en el

tiempo, sino que también desarrolló las complicadas matemáticas necesarias para

analizar esos movimientos. Además, Newton postuló una ley de la gravitación

universal, de acuerdo con la cual cada cuerpo en el universo era atraído por cualquier

otro cuerpo con una fuerza que era tanto mayor cuanto más masivos fueran los

cuerpos y cuanto más cerca estuvieran el uno del otro. Era esta misma fuerza la que

hacía que los objetos cayeran al suelo. (La historia de que Newton fue inspirado por

una manzana que cayó sobre su cabeza es casi seguro apócrifa. Todo lo que

Newton mismo llegó a decir fue que la idea de la gravedad le vino cuando estaba

sentado «en disposición contemplativa», de la que «únicamente le distrajo la caída

de una manzana».) Newton pasó luego a mostrar que, de acuerdo con su ley, la

gravedad es la causa de que la Luna se mueva en una órbita elíptica alrededor de la

Tierra, y de que la Tierra y los planetas sigan caminos elípticos alrededor del Sol.

El modelo copernicano se despojó de las esferas celestiales de Ptolomeo y, con

ellas, de la idea de que el universo tiene una frontera natural. Ya que las «estrellas

fijas» no parecían cambiar sus posiciones, aparte de una rotación a través del cielo

causada por el giro de la Tierra sobre su eje, llegó a ser natural suponer que las

estrellas fijas eran objetos como nuestro Sol, pero mucho más lejanos.

Newton comprendió que, de acuerdo con su teoría de la gravedad, las estrellas

deberían atraerse unas a otras, de forma que no parecía posible que pudieran

permanecer esencialmente en reposo. ¿No llegaría un determinado momento en el

que todas ellas se aglutinarían? En 1691, en una carta a Richard Bentley, otro

destacado pensador de su época, Newton argumentaba que esto verdaderamente

sucedería si sólo hubiera un número finito de estrellas distribuidas en una región

finita del espacio. Pero razonaba que si, por el contrario, hubiera un número infinito

de estrellas, distribuidas más o menos uniformemente sobre un espacio infinito, ello

no sucedería, porque no habría ningún punto central donde aglutinarse.

Este argumento es un ejemplo del tipo de dificultad que uno puede encontrar cuando

se discute acerca del infinito. En un universo infinito, cada punto puede ser

considerado como el centro, ya que todo punto tiene un número infinito de estrellas a

cada lado. La aproximación correcta, que sólo fue descubierta mucho más tarde, es

considerar primero una situación finita, en la que las estrellas tenderían a aglutinarse,

y preguntarse después cómo cambia la situación cuando uno añade más estrellas

uniformemente distribuidas fuera de la región considerada. De acuerdo con la ley de

Newton, las estrellas extra no producirían, en general, ningún cambio sobre las

estrellas originales, que por lo tanto continuarían aglutinándose con la misma

rapidez. Podemos añadir tantas estrellas como queramos, que a pesar de ello las

estrellas originales seguirán juntándose indefinidamente. Esto nos asegura que es

imposible tener un modelo estático e infinito del universo, en el que la gravedad sea

siempre atractiva.

Un dato interesante sobre la corriente general del pensamiento anterior al siglo xx es

que nadie hubiera sugerido que el universo se estuviera expandiendo o contrayendo.

Era generalmente aceptado que el universo, o bien había existido por siempre en un

estado inmóvil, o bien había sido creado, más o menos como lo observamos hoy, en

un determinado tiempo pasado finito. En parte, esto puede deberse a la tendencia

que tenemos las personas a creer en verdades eternas, tanto como al consuelo que

nos proporciona la creencia de que, aunque podamos envejecer y morir, el universo

permanece eterno e inmóvil.

Incluso aquellos que comprendieron que la teoría de la gravedad de Newton

mostraba que el universo no podía ser estático, no pensaron en sugerir que podría

estar expandiéndose. Por el contrario, intentaron modificar la teoría suponiendo que

la fuerza gravitacional fuese repulsiva a distancias muy grandes. Ello no afectaba

significativamente a sus predicciones sobre el movimiento de los planetas, pero

permitía que una distribución infinita de estrellas pudiera permanecer en equilibrio,

con las fuerzas atractivas entre estrellas cercanas equilibradas por las fuerzas

repulsivas entre estrellas lejanas. Sin embargo, hoy en día creemos que tal equilibrio

sería inestable: si las estrellas en alguna región se acercaran sólo ligeramente unas

a otras, las fuerzas atractivas entre ellas se harían más fuertes y dominarían sobre

las fuerzas repulsivas, de forma que las estrellas, una vez que empezaran a

aglutinarse, lo seguirían haciendo por siempre. Por el contrario, si las estrellas

empezaran a separarse un poco entre sí, las fuerzas repulsivas dominarían alejando

indefinidamente a unas estrellas de otras.

Otra objeción a un universo estático infinito es normalmente atribuida al filósofo

alemán Heinrich Olbers, quien escribió acerca de dicho modelo en 1823. En

realidad, varios contemporáneos de Newton habían considerado ya el problema, y el

artículo de Olbers no fue ni siquiera el primero en contener argumentos plausibles en

contra del anterior modelo. Fue, sin embargo, el primero en ser ampliamente

conocido. La dificultad a la que nos referíamos estriba en que, en un universo

estático infinito, prácticamente cada línea de visión acabaría en la superficie de una

estrella. Así, sería de esperar que todo el cielo fuera, incluso de noche, tan brillante

como el Sol. El contraargumento de Olbers era que la luz de las estrellas lejanas

estaría oscurecida por la absorción debida a la materia intermedia. Sin embargo, si

eso sucediera, la materia intermedia se calentaría, con el tiempo, hasta que

iluminara de forma tan brillante como las estrellas. La única manera de evitar la

conclusión de que todo el cielo nocturno debería de ser tan brillante como la

superficie del Sol sería suponer que las estrellas no han estado iluminando desde

siempre, sino que se encendieron en un determinado instante pasado finito. En este

caso, la materia absorbente podría no estar caliente todavía, o la luz de las estrellas

distantes podría no habernos alcanzado aún. Y esto nos conduciría a la cuestión de

qué podría haber causado el hecho de que las estrellas se hubieran encendido por

primera vez.

El principio del universo había sido discutido, desde luego, mucho antes de esto. De

acuerdo con distintas cosmologías primitivas y con la tradición judeo-cristianamusulmana, el universo comenzó en cierto tiempo pasado finito, y no muy distante.

Un argumento en favor de un origen tal fue la sensación de que era necesario tener

una «Causa Primera» para explicar la existencia del universo. (Dentro del universo,

uno siempre explica un acontecimiento como causado por algún otro acontecimiento

anterior, pero la existencia del universo en sí, sólo podría ser explicada de esta

manera si tuviera un origen.) Otro argumento lo dio san Agustín en su libro La ciudad

de Dios. Señalaba que la civilización está progresando y que podemos recordar

quién realizó esta hazaña o desarrolló aquella técnica. Así, el hombre, y por lo tanto

quizás también el universo, no podía haber existido desde mucho tiempo atrás. San

Agustín, de acuerdo con el libro del Génesis, aceptaba una fecha de unos 5.000

años antes de Cristo para la creación del universo. (Es interesante comprobar que

esta fecha no está muy lejos del final del último periodo glacial, sobre el 10.000 a.C.,

que es cuando los arqueólogos suponen que realmente empezó la civilización.)

Aristóteles, y la mayor parte del resto de los filósofos griegos, no era partidario, por

el contrario, de la idea de la creación, porque sonaba demasiado a intervención

divina. Ellos creían, por consiguiente, que la raza humana y el mundo que la rodea

habían existido, y existirían, por siempre. Los antiguos ya habían considerado el

argumento descrito arriba acerca del progreso, y lo habían resuelto diciendo que

había habido inundaciones periódicas u otros desastres que repetidamente situaban

a la raza humana en el principio de la civilización.

Las cuestiones de si el universo tiene un principio en el tiempo y de si está limitado

en el espacio fueron posteriormente examinadas de forma extensiva por el filósofo

Immanuel Kant en su monumental (y muy oscura) obra, Crítica de la razón pura,

publicada en 1781. Él llamó a estas cuestiones antinomias (es decir,

contradicciones) de la razón pura, porque le parecía que había argumentos

igualmente convincentes para creer tanto en la tesis, que el universo tiene un

principio, como en la antítesis, que el universo siempre había existido. Su argumento

en favor de la tesis era que si el universo no hubiera tenido un principio, habría

habido un período de tiempo infinito anterior a cualquier acontecimiento, lo que él

consideraba absurdo. El argumento en pro de la antítesis era que si el universo

hubiera tenido un principio, habría habido un período de tiempo infinito anterior a él, y

de este modo, ¿por qué habría de empezar el universo en un tiempo particular

cualquiera? De hecho, sus razonamientos en favor de la tesis y de la antítesis son

realmente el mismo argumento. Ambos están basados en la suposición implícita de

que el tiempo continúa hacia atrás indefinidamente, tanto si el universo ha existido

desde siempre como si no. Como veremos, el concepto de tiempo no tiene

significado antes del comienzo del universo. Esto ya había sido señalado en primer

lugar por san Agustín. Cuando se le preguntó: ¿Qué hacía Dios antes de que creara

el universo?, Agustín no respondió: estaba preparando el infierno para aquellos que

preguntaran tales cuestiones. En su lugar, dijo que el tiempo era una propiedad del

universo que Dios había creado, y que el tiempo no existía con anterioridad al

principio del universo.

Cuando la mayor parte de la gente creía en un universo esencialmente estático e

inmóvil, la pregunta de si éste tenía, o no, un principio era realmente una cuestión de

carácter metafísico o teológico. Se podían explicar igualmente bien todas las

observaciones tanto con la teoría de que el universo siempre había existido, como

con la teoría de que había sido puesto en funcionamiento en un determinado tiempo

finito, de tal forma que pareciera como si hubiera existido desde siempre. Pero, en

1929, Edwin Hubble hizo la observación crucial de que, donde quiera que uno mire,

las galaxias distantes se están alejando de nosotros. O en otras palabras, el universo

se está expandiendo. Esto significa que en épocas anteriores los objetos deberían

de haber estado más juntos entre sí. De hecho, parece ser que hubo un tiempo,

hace unos diez o veinte mil millones de años, en que todos los objetos estaban en el

mismo lugar exactamente, y en el que, por lo tanto, la densidad del universo era

infinita. Fue dicho descubrimiento el que finalmente llevó la cuestión del principio del

universo a los dominios de la ciencia.

Las observaciones de Hubble sugerían que hubo un tiempo, llamado el big bang

[gran explosión o explosión primordial], en que el universo era infinitésimamente

pequeño e infinitamente denso. Bajo tales condiciones, todas las leyes de la

ciencia, y, por tanto, toda capacidad de predicción del futuro, se desmoronarían. Si

hubiera habido acontecimientos anteriores a este no podrían afectar de ninguna

manera a lo que ocurre en el presente. Su existencia podría ser ignorada, ya que

ello no extrañaría consecuencias observables. Uno podría decir que el tiempo tiene

su origen en el big bang, en el sentido de que los tiempos anteriores simplemente no

estarían definidos. Es señalar que este principio del tiempo es radicalmente

diferente de aquellos previamente considerados. En un universo inmóvil, un principio

del tiempo es algo que ha de ser impuesto por un ser externo al universo; no existe la

necesidad de un principio. Uno puede imaginarse que Dios creó el universo en,

textualmente, cualquier instante de tiempo. Por el contrario, si el universo se está

expandiendo, pueden existir poderosas razones físicas para que tenga que haber un

principio. Uno aún se podría imaginar que Dios creó el universo en el instante del big

bang, pero no tendría sentido suponer que el universo hubiese sido creado antes del

big bang. ¡Universo en expansión no excluye la existencia de un creador, pero sí

establece límites sobre cuándo éste pudo haber llevado a cabo su misión!

Para poder analizar la naturaleza del universo, y poder discutir cuestiones tales como

si ha habido un principio o si habrá un final, es necesario tener claro lo que es una

teoría científica. Consideremos aquí un punto de vista ingenuo, en el que una teoría

es simplemente un modelo del universo, o de una parte de él, y un conjunto de reglas

que relacionan las magnitudes del modelo con las observaciones que realizamos.

Esto sólo existe en nuestras mentes, y no tiene ninguna otra realidad (cualquiera que

sea lo que esto pueda significar). Una teoría es una buena teoría siempre que

satisfaga dos requisitos: debe describir con precisión un amplio conjunto de

observaciones sobre la base de un modelo que contenga sólo unos pocos

parámetros arbitrarios, y debe ser capaz de predecir positivamente los resultados de

observaciones futuras. Por ejemplo, la teoría de Aristóteles de que todo estaba

constituido por cuatro elementos, tierra, aire, fuego y agua, era lo suficientemente

simple como para ser cualificada como tal, pero fallaba en que no realizaba ninguna

predicción concreta. Por el contrario, la teoría de la gravedad de Newton estaba

basada en un modelo incluso más simple, en el que los cuerpos se atraían entre sí

con una fuerza proporcional a una cantidad llamada masa e inversamente

proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos, a pesar de lo cual era capaz de

predecir el movimiento del Sol, la Luna y los planetas con un alto grado de precisión.

Cualquier teoría física es siempre provisional, en el sentido de que es sólo una

hipótesis: nunca se puede probar. A pesar de que los resultados de los

experimentos concuerden muchas veces con la teoría, nunca podremos estar

seguros de que la próxima vez el resultado no vaya a contradecirla. Sin embargo, se

puede rechazar una teoría en cuanto se encuentre una única observación que

contradiga sus predicciones. Como ha subrayado el filósofo de la ciencia Karl

Popper, una buena teoría está caracterizada por el hecho de predecir un gran

número de resultados que en principio pueden ser refutados o invalidados por la

observación. Cada vez que se comprueba que un nuevo experimento está de

acuerdo con las predicciones, la teoría sobrevive y nuestra confianza en ella

aumenta. Pero si por el contrario se realiza alguna vez una nueva observación que

contradiga la teoría, tendremos que abandonarla o modificarla. 0 al menos esto es lo

que se supone que debe suceder, aunque uno siempre puede cuestionar la

competencia de la persona que realizó la observación.

En la práctica, lo que sucede es que se construye una nueva teoría que en realidad

es una extensión de la teoría original. Por ejemplo, observaciones tremendamente

precisas del planeta Mercurio revelan una pequeña diferencia entre su movimiento y

las predicciones de la teoría de la gravedad de Newton. La teoría de la relatividad

general de Einstein predecía un movimiento de Mercurio ligeramente distinto del de

la teoría de Newton. El hecho de que las predicciones de Einstein se ajustaran a las

observaciones, mientras que las de Newton no lo hacían, fue una de las

confirmaciones cruciales de la nueva teoría. Sin embargo, seguimos usando la teoría

de Newton para todos los propósitos prácticos ya que las diferencias entre sus

predicciones y las de la relatividad general son muy pequeñas en las situaciones que

normalmente nos incumben. (¡La teoría de Newton también posee la gran ventaja de

ser mucho más simple y manejable que la de Einstein!)

El objetivo final de la ciencia es el proporcionar una única que describa

correctamente todo el universo. Sin embargo, el método que la mayoría de los

científicos siguen en realidad es el de separar el problema en dos partes. Primero,

están las leyes que nos dicen cómo cambia el universo con el tiempo. (Si

conocemos cómo es el universo en un instante dado, estas leves físicas nos dirán

cómo será el universo en cualquier otro posterior.) Segundo, está la cuestión del

estado inicial del universo. Algunas personas creen que la ciencia se debería

ocupar únicamente de la primera parte: consideran el tema de la situación inicial del

universo como objeto de la metafísica o la religión. Ellos argumentarían que Dios, al

ser omnipotente, podría haber iniciado el universo de la manera que más le hubiera

gustado. Puede ser que sí, pero en ese caso él también haberlo hecho evolucionar

de un modo totalmente arbitrario. En cambio, parece ser que eligió hacerlo

evolucionar de una manera muy regular siguiendo ciertas leyes. Resulta, así pues,

igualmente razonable suponer que también hay leyes que gobiernan el estado inicial.

Es muy difícil construir una única teoría capaz de describir todo el universo. En vez

de ello, nos vemos forzados, de momento, a dividir el problema en varias partes,

inventando un cierto número de teorías parciales. Cada una de estas teorías

parciales describe y predice una cierta clase restringida de observaciones,

despreciando los efectos de otras cantidades, o representando éstas por simples

conjuntos de números. Puede ocurrir que esta aproximación sea completamente

errónea. Si todo en el universo depende de absolutamente todo el resto de él de una

manera fundamental, podría resultar imposible acercarse a una solución completa

investigando partes aisladas del problema. Sin embargo, este es ciertamente el

modo en que hemos progresado en el pasado. El ejemplo clásico es de nuevo la

teoría de la gravedad de Newton, la cual nos dice que la fuerza gravitacional entre

dos cuerpos depende únicamente de un número asociado a cada cuerpo, su masa,

siendo por lo demás independiente del tipo de sustancia que forma el cuerpo. Así,

no se necesita tener una teoría de la estructura y constitución del Sol y los planetas

para poder determinar sus órbitas.

Los científicos actuales describen el universo a través de dos teorías parciales

fundamentales: la teoría de la relatividad general y la mecánica cuántica. Ellas

constituyen el gran logro intelectual de la primera mitad de este siglo. La teoría de la

relatividad general describe la fuerza de la gravedad y la estructura a gran escala del

universo, es decir, la estructura a escalas que van desde sólo unos pocos kilómetros

hasta un billón de billones (un 1 con veinticuatro ceros detrás) de kilómetros, el

tamaño del universo observable. La mecánica cuántica, por el contrario, se ocupa

de los fenómenos a escalas extremadamente pequeñas, tales como una billonésima

de centímetro. Desafortunadamente, sin embargo, se sabe que estas dos teorías

son inconsistentes entre sí: ambas no pueden ser correctas a la vez. Uno de los

mayores esfuerzos de la física actual, y el tema principal de este libro, es la

búsqueda de una nueva teoria que incorpore a las dos anteriores: una teoría

cuántica de la gravedad. Aún no se dispone de tal teoría, y para ello todavía puede

quedar un largo camino por recorrer, pero sí se conocen muchas de las propiedades

que debe poseer. En capítulos posteriores veremos que ya se sabe relativamente

bastante acerca de las predicciones que debe hacer una teoría cuántica de la

gravedad.

Si se admite entonces que el universo no es arbitrario, sino que está gobernado por

ciertas leyes bien definidas, habrá que combinar al final las teorías parciales en una

teoría unificada completa que describirá todos los fenómenos del universo. Existe,

no obstante, una paradoja fundamental en nuestra búsqueda de esta teoría unificada

completa. Las ideas anteriormente perfiladas sobre las teorías científicas suponen

que somos seres racionales, libres para observar el universo como nos plazca y para

extraer deducciones lógicas de lo que veamos. En tal esquema parece razonable

suponer que podríamos continuar progresando indefinidamente, acercándonos cada

vez más a las leyes que gobiernan el universo. Pero si realmente existiera una teoría

unificada completa, ésta también determinaría presumiblemente nuestras acciones.

¡Así la teoría misma determinaría el resultado de nuestra búsqueda de ella! ¿Y por

qué razón debería determinar que llegáramos a las verdaderas conclusiones a partir

de la evidencia que nos presenta? ¿Es que no podría determinar igualmente bien

que extrajéramos conclusiones erroneas? ¿O incluso que no extrajéramos ninguna

conclusión en absoluto?

La única respuesta que puedo dar a este problema se basa en el principio de la

selección natural de Darwin. La idea estriba en que en cualquier población de

organismos autorreproductores, habrá variaciones tanto en el material genétíco

como en educación de los diferentes individuos. Estas diferencias supondrán que

algunos individuos sean más capaces que otros para extraer las conclusiones

correctas acerca del mundo que rodea, y para actuar de acuerdo con ellas. Dichos

individuos tendrán más posibilidades de sobrevivir y reproducirse, de forma que su

esquema mental y de conducta acabará imponiéndose. En el pasado ha sido cierto

que lo que llamamos inteligencia y descubrimiento científico han supuesto una

ventaja en el aspecto de la supervivencia. No es totalmente evidente que esto tenga

que seguir siendo así: nuestros descubrimientos científicos podrían destruirnos a

todos perfectamente, e, incluso si no lo hacen, una teoría unificada completa no tiene

por qué suponer ningún cambio en lo concerniente a nuestras posibilidades de

supervivencia. Sin embargo, dado que el universo ha evolucionado de un modo

regular, podríamos esperar que las capacidades de razonamiento que la selección

natural nos ha dado sigan siendo válidas en nuestra búsqueda de una teoría

unificada completa, y no nos conduzcan a conclusiones erróneas.

Dado que las teorías que ya poseemos son suficientes para realizar predicciones

exactas de todos los fenómenos naturales, excepto de los más extremos, nuestra

búsqueda de la teoría definitiva del universo parece difícil de justificar desde un

punto de vista práctico. (Es interesante señalar, sin embargo, que argumentos

similares podrían haberse usado en contra de la teoría de la relatividad y de la

mecánica cuántica, las cuales nos han dado la energía nuclear y la revolución de la

microelectrónica.) Así pues, el descubrimiento de una teoría unificada completa

puede no ayudar a la supervivencia de nuestra especie. Puede incluso no afectar a

nuestro modo de vida. Pero siempre, desde el origen de la civilización, la gente no

se ha contentado con ver los acontecimientos como desconectados e inexplicables.

Ha buscado incesantemente un conocimiento del orden subyacente del mundo. Hoy

en día, aún seguimos anhelando saber por qué estamos aquí y de dónde venimos.

El profundo deseo de conocimiento de la humanidad es justificación suficiente para

continuar nuestra búsqueda. Y ésta no cesará hasta que poseamos una descripción

completa del universo en el que vivimos

Historia del Tiempo: Del Big Bang a los Agujeros Negros Stephen Hawking

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