3.-Evolución del universo COMETAS EN FORMACION El estado actual de conocimientos en torno a la génesis y evolución del Universo en el que vivimos, está basado en una interpretación teórica de consenso (mayormente de la ciencia física), de algunos fenómenos concretos que involucran la materia y la energía. Estos fenómenos han gestado teorías generales, las mismas que se han ido perfeccionando a velocidad creciente, a partir del siglo XVII. El proceso de depuración de las mismas ha devenido en la preeminencia de dos de ellas, siendo la tendencia de éstas a fusionarse (Hawking, 1992: 201-230). La primera de ellas se nutre de las leyes de la física clásica a gran escala, es decir de la que lidia con leyes que regulan el movimiento de los planetas, los campos gravitatorios, las velocidades a gran escala, etc. Este tipo de física, con Newton como mentor principal, es muy exquisito en sus exigencias, de hechos rigurosamente exactos en su comprobación. Albert Einstein, creador de la teoría de la Relatividad General y Especial, se adhería a esta rigurosidad, al hacer notar siempre que "Dios no juega a los dados" (Einstein, 1980:47-74). La segunda teoría por el contrario está más involucrada con la física de escala microscópica, la que gobierna las leyes del movimiento, la energía y la materia de las partículas elementales (de las que se cree que ya no pueden ser divididas), que constituyen los núcleos atómicos: la física cuántica. Este tipo de física estudia 4 fuerzas: 1. La fuerza gravitatoria: fuerza de atracción ejercida por las masas y la energía 2. La fuerza electromagnética, que interactúa con partículas cargadas eléctricamente como quarks y electrones 3. La fuerza débil: responsable de la radioactividad emitida por los procesos de fisión nuclear, y que actúa sobre partículas elementales de espin ½ ,como fotones y gravitones y 4. La interacción de la fuerza fuerte: que mantiene férreamente unidos dentro del núcleo, a fotones y neutrones (Hawking, 1992:101-112). La física cuántica a diferencia de la clásica, no sólo trata de sucesos rigurosamente exactos y determínisticos, sino tambien de hechos probabilísticos que acaecen en complejos del tipo . electrón-antielectrón, quarks- antiquarks (Harari, 1983:48-60). Las antipartículas, habitúes de la antimateria, se tornan verificables durante los procesos de colisión con las partículas elementales de la materia, en eventos que emiten energía. El proceso inverso también sucede. Por ser difícil la ubicación de las partículas elementales en el tiempo y en el espacio a escala ultramicroscópico, la determinación exacta de la velocidad y la posición de las mismas, es sólo probabilística y es gobernada por el principio de la incertidumbre creada por Heisenberg en 1926 (Heisenberg, 1980: 11-78, Cassidy, 1992: 66-73). Física y filosóficamente, la mecánica cuántica, es en ciertas circunstancias: el estado de estar y no estar, ser y no ser al mismo tiempo. Lo que ha quedado perennizado en el clásico ejemplo del gato vivo - muerto, formulado por Schrödinger (Yam, 1997: 104-109). FOTOGRAFIA DE UN COMETA La teoría evolutiva del Universo expansivo está basada en dos hechos reales y un supuesto altamente probable, a saber: 1. La comprobación persistente del corrimiento hacia el extremo rojo del espectro luminoso, de la luz emitida por la mayoría de las galaxias observadas. Las diferentes frecuencias de luz, son las que el ojo humano ve, como diferentes colores, correspondiendo las frecuencias más altas a los objetos más cercanos, que son identificados por el color azul en un extremo del espectro. Las frecuencias más bajas de los objetos más lejanos, corresponden al extremo rojo del espectro. El astrónomo Hubble en 1930, encontró que la mayoría de las galaxias que él estaba estudiando, tenían un corrimiento hacia el rojo, es decir se estaban alejando de nosotros, y este desplazamiento ni siquiera era aleatorio, era proporcional a la distancia que nos separa de ellas, es decir que cuando más lejos está una galaxia de nosotros, se aleja a mayor velocidad (Osterbrock et al.,1993:70-75). En otras palabras, el Universo continúa expandiéndose. 2. Los primeros conglomerados estelares, formados a poco de haberse producido la gran explosión inicial, conllevaron a rápidos procesos de fusión nuclear para la formación de elementos. Lo reverso: la fisión nuclear producida poco después, en el interior de las estrellas emitió calor y radiaciones luminosas. La captación de éstas, en forma de luz (radiación de fondo), nos llega en forma de microondas, las que son captadas todo el año, en cualquier instante, ya sea de día o de noche. En 1965, dos físicos norteamericanos captaron esta radiación, cuando estaban experimentando con un detector de microondas extremadamente sensible. Y como la intensidad de las mismas no variaba, en cualquier dirección en que apuntara el detector, o cuales quiera que fuese la inclinación del eje terrestre, hizo suponer a Penzias y Wilson que provenía más allá del sistema solar, e incluso más allá de nuestra galaxia. Concluyeron que esta radiación era emitida por las estrellas más antiguas de las que se tenía conocimiento, había viajado a través de todo el universo observable, y nos continúa alcanzando hoy en día. Las características de esta radiación de ser siempre la misma en todas las direcciones en que se expanda (Hawking, 1992:67-75). 3. El conocimiento de que ciertas estrellas que han agotado su combustible de hidrógeno colapsan su espacio, su volumen y su energía de modo al parecer infinito, estableciendo en su periferia un horizonte de sucesos, de los que incluso la misma luz no podría escapar, siempre y cuando hayan superado el límite de masa "normal", creado por Chandraseckar; ha originado el concepto de "agujeros negros" (Davies, 1986:39-42). La suma de las fuerzas gravitatorias de los agujeros negros, las estrellas, los planetas y otros, ejercería un efecto contrario a la natural expansión del Universo. 4. El análisis de las radiaciones de objetos luminosos muy distantes y cuasiestelares (quasars), ha permitido calcular que el Universo se originó probablemente hace 15,000 Ma, a partir de un suceso caracterizado por elevadísimas temperaturas, en los que existían estados extremadamente densos de energía y extremos de acción de las fuerzas gravitatorias y de la curvatura que éstos originan. Poco se sabe de los momentos previos a la gran expansión (big bang) porque la física y las matemáticas actuales no pueden mensurarla por el momento. Se dice que esto es así, porque las cantidades serían infinitas ( Hawking, 1992:76). Al respecto, varios científicos de nota, han expresado su acuerdo en el sentido de aceptar la existencia de una singularidad (región del espacio- tiempo, con curvaturas infinitas), previa a la gran explosión. En el otro extremo, Miró- Quesada afirma que el modelo standard de la gran explosión, al reducir el origen del universo a un punto pequeñísimo, con curvaturas extremas del espacio-tiempo, presenta la gran dificultad de manejar cantidades infinitas, que no tienen ningún sentido físico, y que por lo tanto deben ser descartadas (Miró - Quesada, 1991:441-45). Linde asimismo, opina que en tal singularidad sólo cabrían 10 partículas elementales, en comparación con las 1088 partículas elementales calculadas para el universo actual (Linde, 1995:17-20). Producido el big bang y cuando la densidad del Universo en expansión cayó por debajo de la densidad de Planck: 1094 gr / cm3, y la edad del Universo era de 10-12 s, recién fue posible validar algunas leyes de la física actual (Linde,1995 :16-23). Pocos segundos después, cuando la temperatura descendió a 1015 grados centígrados, la materia y la energía adquirieron sus propiedades actuales, siendo ya posible entonces, realizar cálculos matemáticos con mayor precisión. Las partículas elementales navegaban en este momento en un mar de energía. Al expandirse el Universo unas mil veces más (10-5 s de edad ), toda la materia llenaba ya una región del tamaño del sistema solar. Tres minutos después, y de resultas de la colisión entre quarks y antiquarks, y de electrones y antielectrones, se logró finalmente obtener un discreto exceso de materia sobre antimateria (calculado en 10 10) (Weinberg, 1994: 6-7). En esos momentos 3 quarks, se unieron para formar protones y / o neutrones. Finalmente, cuando el cosmos creció mil veces más (102 s de edad ), protones y neutrones se combinaron entre sí, formando núcleos atómicos elementales (Peebles et al., 1994: 13-15, Weinberg, 1994: 610). El predominio de los protones, determinó de los exceso de hidrógeno presente en el universo actual. Los modernos telescopios conectados a espectroscopios, siempre han detectado en los quasars, presencia de hidrógeno (H) y helio (He), con predominio del primero (Hogan, 1997: 10-16). La explosión, al generar altísimas temperaturas, promovió, que la masa de energía adquiriera un color blanco incandescente, generando un inmenso resplandor, que aún no desaparece (radiación de fondo, adicional). Dicus afirma que la evolución ulterior del Universo fue determinada en los pocos momentos iniciales a las acaecencia del big bang. Así pues, la expansión continua del Universo constituye el paso inicial primordial de la evolución de la materia inorgánica (Dicus et a, 1983: 74-78). Como ya se indicó esta evolución expansiva, tendría en la atracción gravitatoria de los planetas, agujeros negros, y otros conglomerados de materia aun desconocidos, su contraparte respectiva, las que de conjunto y en un momento determinado, podrían frenar o detener la expansión. Algunos creen que las galaxias sólo se están expandiendo para evitar colapsarse, posibilidad conocida como la gran implosión (big crunch) (Hawking, 1992: 26-27). Dicus y otros autores, que de producirse la gran implosión, ésta promovería ulteriormente expansiones cíclicas, cada vez más amplias. La vida tal como la conocemos en el planeta Tierra sólo sería posible, durante las etapas expansivas del ciclo (Dicus et al., 1983: 84). A este respecto Linde opina que el modelo standard del Universo, con singularidades de por medio, no puede explicar las curvaturas infinitas, y en tal razón exige modelos más coherentes. El mismo sugiere la existencia de universos inflacionarios autorregenerantes infinitos, es decir de masas compactas de energía y materia llevadas a ese estado por implosiones previas, las mismas que transitando violentamente por túneles del espacio tiempo ("agujeros de gusano"), emergerían de novo en forma infinitos y autorrenovados big bangs. El universo actual sería sólo una de estas probabilísticas emergencias. Claro que este modelo necesita eso sí, de la existencia de muchos Universos (Linde, 1995:17-23). La evolución del Universo estaría pues, en última instancia, determinado por el balance de las fuerzas expansivas y de las que frenan. El término medio habría ayudado a construir el universo actual. Una mayor compresión del sentido de esta evolución podría ser lograda, si se conociesen detalles previos al big bang (Haliwell, 1991:78-65). La organización de los átomos de hidrógeno y helio, permitió ulteriormente la conformación de otros elementos por mecanismos de fusión nuclear. Así quedó constituida la Vía Láctea, la que se cree se originó por el colapso de nubes de gases, condicionadas por explosiones estelares previas, seguidas de la captura de fragmentos galácticos (Van den Bergh and Hessen, 1993:5260). FOTOGRAFIA DE LA TIERRA Bajo este mismo modelo se formó la Tierra, a partir de polvo cósmico interestelar, el mismo que al inicio se agrupó formando partículas, las que devinieron en masas cada vez más grandes (crecimiento por acreción), hasta adquirir el tamaño de planetas pequeños (planetesimales). El impacto frecuente de meteoritos, en esta masa inicial, logró la conformación de un núcleo central. Nuevas y adicionales acreciones, formaron en los siguientes 100Ma, el tamaño y forma final de la Tierra. Rocas halladas en los continentes (las únicas áreas de la corteza terrestre no sometidas al reciclaje rocoso), y datadas con Xe129, U238- Pb206, y U235-Pb207, han permitido fijar la edad de la Tierra en 4500 Ma (Allégre y Schneider, 1994 : 36-45). Se desconoce la composición de la atmósfera en los primeros 200 Ma del universo en formación. Pero dataciones con Xe129 de gases atrapados en minerales dragados del suelo de los fondos marinos han permitido establecer con bastante certeza que la atmósfera primitiva consistía fundamentalmente de anhídrido carbónico (CO2), siendo el nitrógeno, el segundo componente más importante. (Mattioli and Wood, 1986:626-628). Existían también cantidades mínimas de metano (CH4), amoníaco (NH3), sulfuro de hidrógeno (H2S), ácido clorhídrico (HCl) y una cuasi ausencia total de oxígeno (O), tal como lo predijeran Oparin y Haldane a fines de 1920 (Oparín, 1979:15-26). En términos comparativos, las atmósferas de planetas gigantes como Saturno y Neptuno, también son reductoras. El espectrofotómetro de onda corta ha puesto de manifiesto que la atmósfera de estos planetas está constituida fundamentalmente por hidrógeno, helio, y metano (Feuchtgruber et al., 1997. 159-164).