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La cosmología trata acerca de la estructura y el origen del universo. La
cosmología moderna comenzó en la década de 1920, cuando se utilizaban
los telescopios más grandes para estudiar los objetos más remotos del
espacio y para encontrar respuestas a las preguntas acerca de la
estructura del universo. A su vez, las respuestas obtenidas dieron lugar
a preguntas acerca del origen del universo. Las observaciones del
astrónomo norteamericano Edwin Hubble (1935) señalaron que casi todas
las galaxias muestran un fenómeno que fue designado con la expresión
«corrimiento hacia el rojo». Esto significa que el color de la luz que
recibimos de ellas es más rojizo que cuando salió de su fuente. Una
posible manera de producir este cambio de color es por medio del efecto
Doppler, es decir, el movimiento de las galaxias al alejarse de la
tierra.
Para interpretar sus observaciones, Hubble necesitaba un modelo
cosmológico del universo. Existían varios modelos en ese tiempo. Los de
Milne y Lemaître, por ejemplo, permitían concebir un universo en
expansión de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein.
Un modelo de Zwicky era más estático pero requería menos ajustes de la
física conocida y ninguna introducción de conceptos nuevos. Era, por lo
tanto, el marco en el cual podían encajar mejor las observaciones de
Hubble. El mismo Hubble no estaba muy seguro de cómo interpretar sus
observaciones y, poco dispuesto al principio a arribar a la conclusión
de un universo en expansión, llamó al fenómeno del «corrimiento hacia el
rojo» «aparentes desplazamientos de velocidad».
Poco después, Hubble abandonó parcialmente sus reservas anteriores e
interpretó el «corrimiento hacia el rojo» por medio del efecto Doppler;
es decir, concluyó que la mayoría de las galaxias se estaban alejando de
nosotros. Es así que se acuñó la expresión «el universo en expansión».
El universo en expansión
El siguiente paso fue simple. Si hoy el universo está en expansión,
entonces, en el pasado, el universo debe haber sido más pequeño.
Retrocediendo lo suficiente en el pasado, el universo tiene que haber
tenido un tamaño mínimo del que se expandió. Parecía una conclusión
lógica decir que el universo tuvo un principio en el tiempo. No es
sorprendente que esta idea fuera aceptada favorablemente por los
cristianos que vieron ese momento del pasado en que todo comenzó a
expandirse como el equivalente a «En el principio» de Génesis 1:1. Pero
la respuesta a la pregunta acerca de cuánto tiempo hace que ocurrió este
principio no se dio tan fácilmente. No sólo era necesario medir la
velocidad de expansión actual sino también su variación por la
distancia. La relación observada entre la distancia y el «corrimiento
hacia el rojo» se conoce como la ley de Hubble, y el parámetro que
describe la expansión del universo es el parámetro de Hubble, H0. El
primer cálculo de Hubble dio H0 = 500 km/seg/kpc con una edad
consecuente del universo de 2 mil millones de años.
El Big Bang
Esto causó un problema inmediato, porque los geólogos ya habían
postulado la edad de la tierra como de unos 4 mil millones de años, y
era inconcebible que la tierra, como parte del universo, pudiera ser más
antigua que el mismo. La razón para este cálculo tan bajo de la edad del
universo era la distancia limitada en que se podían observar las
galaxias en esa época. Pero a medida que se utilizaron telescopios más
potentes, se determinó con una mayor precisión el valor de H0,
resultando en una mejor equiparación entre las escalas de tiempo
geológicas y cosmológicas. En la década de 1960, la situación había
mejorado tanto, que se llegó a aceptar ampliamente la edad del universo
en alrededor de 10 mil millones de años.
Aun cuando surgieron con los años otras teorías acerca de la historia
temprana del universo, el mundo científico en general adoptó la teoría
del Big Bang, después del descubrimiento de cierta evidencia importante
en 1965. Se piensa que en sus fases tempranas, el Big Bang consistía en
un gas muy caliente y muy denso de partículas elementales primero, e
hidrógeno y helio después. En dicho gas la luz emitida por una partícula
no podía viajar lejos sin que se encontrara con otra partícula, la que
la afectaría de tal manera que cambiaran su frecuencia y dirección. De
manera que si hubiera sido posible mirar el universo primitivo desde
afuera, uno habría podido ver solamente sus capas exteriores; el
universo no era transparente.
Como resultado de la continua expansión del universo, eventualmente su
densidad disminuyó lo suficiente como para permitir que la radiación
emitida por una partícula viajara a través de casi todo el universo
antes de encontrarse con otra partícula. En ese momento, el universo
llegó a ser transparente. El universo tenía entonces 300.000 años, que
es una edad muy joven; 300.000 años en un total de unos 15 billones es
equivalente a 2 horas en la vida de una persona de 50 años. Ya en la
década de 1940, Gamow, Alpher y otros habían previsto esta situación y
habían calculado que la radiación emitida en esa época debería ser capaz
de llegar a nosotros hoy sin modificaciones y de esa manera informarnos
acerca de la condición del universo en ese tiempo.
Entonces, en 1965, dos ingenieros en electrónica que trabajaban para la
compañía telefónica Bell descubrieron algo inesperado. Percibieron
cierto ruido extraño que llegaba a la antena de su radio y, después de
analizarlo, concluyeron que provenía de una fuente de radiación que era
uniforme en todo el cielo y que tenía una temperatura de sólo 3K. Pronto
se supuso que esta era la radiación emitida en la época cuando el
universo se tornó transparente. Este descubrimiento le dio un fundamento
fuerte a la teoría del Big Bang y convenció a la mayoría de los
cosmólogos acerca de su validez.
Esta radiación de 3K, o CMB (en inglés, Cosmic Microwave Radiation, o
sea radiación de microonda cósmica de fondo) parecía tener la misma
intensidad en todas las direcciones. Esto significaba que se originó de
distintos lugares a la misma temperatura y densidad, lo cual era un
problema. ¿Cómo se pudieron formar las actuales estructuras del universo
— estrellas, galaxias, super grupos de galaxias — en semejante medio
uniforme? Esta estructura representa heterogeneidades que deberían haber
estado presentes desde una fecha temprana porque una vez que un medio es
completamente homogéneo es imposible introducir heterogeneidades en él
sin recurrir a una influencia exterior.
Como se llegó a todas estas conclusiones tempranas en base a
observaciones terrestres, con todas sus incertidumbres introducidas por
el pasaje de la radiación a través de la atmósfera terrestre, se
hicieron planes para lanzar un satélite que pudiera observar desde el
espacio y llegar a una exactitud mayor. En 1990 se lanzó el COBE (Cosmic
Background Explorer satellite, o satélite explorador de fondo cósmico).
En 1992 se analizaron los resultados y se detectaron pequeñas
diferencias de temperatura mirando en distintas direcciones. Estas
pequeñas fluctuaciones de temperatura, y por lo tanto de densidad,
parecieron ser suficientes para explicar la formación de galaxias y
otras estructuras. Como resultado, la gran mayoría de los cosmólogos
aceptó la teoría del Big Bang en sus lineamientos generales y, con la
ayuda de los medios de comunicación, mucha otra gente también. Es dudoso
que el modelo del Big Bang hubiera sido el objeto de semejante interés
general si hubiera sido solamente un modelo del origen del universo
físico, inanimado.
Al intentar explicar el origen de la materia encontrada en los seres
vivos, se relacionó la teoría del Big Bang con la teoría naturalista de
la evolución biológica. Así es que se llegó a creer que durante los
primeros tres minutos, cuando el universo estaba muy caliente y denso,
se formaron sólo los elementos químicos más simples — mayormente
hidrógeno y helio —. Cuando se logró esto, la temperatura había
descendido tanto que ya no era posible la formación de más núcleos de
elementos químicos — nucleosíntesis —. Por esta razón, la pregunta
acerca del origen de los elementos químicos importantes para la vida —
como el oxígeno, nitrógeno, carbono, calcio, y muchos otros que también
se encuentran en la tierra —, llegó a ser una de las más interesantes de
la cosmología moderna.
El proceso de la nucleosíntesis
Después de los primeros 300.000 años, — según la teoría del Big Bang —
cuando el universo se volvió transparente, las fuerzas gravitacionales
aún dejaban sentir su influencia bajo la cual comenzaron a crecer
pequeñas heterogeneidades, atrayendo la materia circundante.
Eventualmente esto llevó a la formación de grandes nubes compuestas
mayormente por hidrógeno y helio. Estas se contrajeron más, y como
consecuencia se elevó la temperatura en sus centros. Cuando la
temperatura central en estos objetos llegó a alrededor de 10.000.000 K,
se encendieron procesos nucleares. El hidrógeno comenzó a transformarse
en helio, con la producción de mucha energía que llegó a ser visible
como radiación, y «nacieron» las estrellas. Por lo tanto las estrellas
brillan a causa de los procesos nucleares en sus centros. Aunque las
estrellas son inmensas, la cantidad de combustible nuclear que contienen
— hidrógeno — no es ilimitada. Cuando la mayor parte del hidrógeno ha
sido consumido, la parte central de la estrella se colapsa y la
temperatura aumenta a alrededor de 25.000.000 K. A esta temperatura, el
helio, que hasta ese momento ha estado inerte, puede ser utilizado como
combustible para una siguiente etapa de nucleosíntesis, que convierte al
helio en carbón.
Este proceso se repite varias veces, tomando cada ciclo menos tiempo que
el anterior, hasta que se forman los elementos químicos, incluyendo el
hierro. Entonces depende de la masa de la estrella lo que sucede
después. Si una estrella tiene suficiente masa, explotará como
supernova, produciendo muchos elementos más pesados que el hierro en muy
poco tiempo. En la explosión se libera al espacio la mayor parte de la
materia de la estrella, donde puede formar grandes nubes de las que
podría formarse otra generación de estrellas. Eventualmente, y es
probable que en más de un lugar, se formaron planetas compuestos de
materia sólida, incluyendo la tierra. En ese momento, se supone que
tuvieron lugar los procesos de la evolución naturalista hasta generar la
vida y desarrollarla formando seres vivos inteligentes. Y suficiente en
lo que concierne al Big Bang.
El modelo del Big Bang tiene muchos elementos con los que los cristianos
se pueden identificar. El universo temprano estaba dominado por la
radiación y la luz, recordándonos lo ocurrido en el primer día de la
semana de la creación. Adán fue formado con material disponible en la
tierra, con el polvo de la tierra. El sol, la luna y las estrellas
fueron creados cuando ya estaban allí muchas otras cosas del universo:
el cuarto día viene después de «el principio». Desafortunadamente la
teoría del Big Bang también tiene muchas discrepancias con Génesis 1
pues los primeros 300.000 años, cuando el universo estaba completamente
lleno de luz, realmente no pueden ser comparados con el primer día del
Génesis; según la teoría la vida no fue creada sino que evolucionó a
partir de la materia inanimada; que se requieren mucho más que seis días
para que se complete el proceso, etc.
Problemas científicos y filosóficos
Aparte de las diferencias entre la cosmología y el Génesis, encuentro
algunos problemas científicos y filosóficos en el modelo del Big Bang,
como los siguientes:
Problemas científicos:
Primero, la causa del «corrimiento hacia el rojo» no es necesariamente
la recesión de las galaxias. Existen otros fenómenos que pueden producir
el «corrimiento hacia el rojo». Entre estos, el así llamado «corrimiento
hacia el rojo gravitacional» que implica masas increíblemente grandes
para las galaxias más lejanas; y el así llamado «efecto Doppler
transversal» requeriría una revolución muy rápida alrededor de un
centro. Recordando que Elena White escribió acerca de «soles y estrellas
y sistemas planetarios, que en el orden a ellos asignado circuyen el
trono de la Divinidad»,1
uno debería tener en cuenta esta posibilidad, especialmente desde que la
revolución alrededor de un centro es una difundida característica de los
objetos cósmicos. Finalmente también está la idea de que por medio de la
interacción con la materia, la luz perdería algo de su energía durante
su largo viaje desde una galaxia lejana hasta la tierra. En mi opinión,
esta idea de «luz cansada» nunca recibió la atención que merece.
Segundo, en la teoría del Big Bang, las partículas elementales como
electrones, protones, neutrinos, neutrones y otras fueron producidas en
los primerísimos momentos del universo. De acuerdo con nuestro mayor
conocimiento, apoyado adecuadamente por experimentos de laboratorio,
dichas partículas elementales se forman en pares: con cada partícula
aparece su antipartícula hecha de antimateria: positrones con
electrones, antiprotones con protones, etc. Cuando una partícula se
encuentra con su antipartícula, las dos desaparecerán en un resplandor
de energía. En el universo tan denso, después que se formaron las
partículas y las antipartículas, hubiera sido inevitable que cada
partícula se hubiera encontrado con su antipartícula. Como resultado, el
universo hubiera estado lleno de radiación y sin materia, a excepción de
partículas como los neutrones, que no tienen antipartículas. Sin
embargo, hay mucha materia normal en el universo. O tiene que haber
habido alguna asimetría en la producción de partículas elementales — con
formación de más partículas normales que antipartículas —, o
aproximadamente la mitad del universo consiste de antimateria, aislada
cuidadosamente de la materia normal, de lo cual, hasta ahora,no hay
indicio alguno.
Problemas filosóficos:
Primero, aunque la condición del universo durante los primeros 300.000
años de su existencia no está abierta a la observación directa, podemos
notar su condición a esa edad a partir de la CMB y, suponiendo que la
expansión también ocurrió antes de ese momento, podemos extrapolar hacia
atrás hasta llegar a épocas más tempranas. Yendo hacia atrás en el
tiempo, encontramos un universo cada vez más denso y caliente, donde
tenemos que aplicar cada vez más principios físicos menos entendidos
para comprender lo que está sucediendo. Inevitablemente, llegamos a un
punto en el tiempo antes del cual el universo estaba tan denso y
caliente que aún nuestro más avanzado conocimiento de física teórica no
puede arreglárselas con las condiciones extremas. Llegamos a este punto
cuando estamos apenas a 10-43
segundos del punto cero, el principio del tiempo y del espacio.
La condición incomprensible del universo durante esta primera fracción
de segundo se conoce como singularidad. Uno podría considerar que una
fracción de segundo tan pequeña puede ser pasada por alto y que ahora
podemos anunciar triunfalmente que hemos llegado al comienzo del tiempo.
Pero el problema es que a una edad de 10-43
segundos, se supone que el universo ya habría contenido mucha materia y
que, como resultado, realmente no hemos llegado mucho más cerca de la
comprensión de dónde vino toda esa materia. Algunos dicen que esta
materia «primordial» es el resultado de una fase anterior del universo
cuando se colapsó después de haberse expandido inicialmente. Así, uno
puede invocar un universo que pasa por ciclos repetidos de expansión y
contracción, siendo nuestro universo la versión presente. Este así
llamado «universo oscilante» realmente no contesta la pregunta sobre su
origen. El sostener que siempre hubo un universo o le quita todo
propósito, o lo hace igual al eterno Dios de la Biblia. El cristiano no
puede aceptar ninguna de estas dos alternativas. Otros, siendo más
honestos, han señalado que es posible crear materia a partir de energía.
Pero, por supuesto, queda la pregunta obvia: ¿De dónde salió esa
energía? En mi opinión, un Dios todopoderoso es la única respuesta
verdadera.
Segundo, el desarrollo de la teoría del Big Bang a través de los últimos
70 años ha estado lleno de suposiciones filosóficas que, de acuerdo con
las reglas del razonamiento puramente científico, no deberían ser parte
del proceso científico. Entre éstas deberían mencionarse las siguientes:
(1) La expansión del universo está basada en una filosofía tendenciosa.
En su interpretación del «corrimiento hacia el rojo», Hubble adoptó la
validez de la teoría general de la relatividad (lo que no fue una
elección tan mala) y el principio cosmológico —el universo se ve igual
desde cualquier punto de observación—. Mientras ésta parece ser una
suposición razonable —de hecho, la única que puede ser hecha útilmente—
su validez en cualquier escala conocida no es, y tal vez nunca lo será,
confirmada. (2) La teoría del Big Bang está basada en la suposición de
que la ciencia es capaz de explicarlo todo, de responder a todas
nuestras preguntas. Esta es una suposición indemostrable, y aquellos que
creen en Dios saben que no puede ser correcta: la ciencia no tiene
respuestas adecuadas para las preguntas acerca del origen del amor y el
odio, el gozo y la tristeza, la verdad, la belleza, la conciencia y una
cantidad de otras características exclusivamente humanas. (3)
Frecuentemente se han rechazado varias teorías alternativas sin una
investigación apropiada de sus afirmaciones. La cosmología ha rechazado
de plano las así llamadas teorías «no científicas», esto es, teorías que
contienen elementos de la filosofía o de la religión. Y al adoptar esa
actitud la cosmología se ha autocondenado porque ella a su vez ha
incorporado ciertas suposiciones filosóficas, no científicas. Y, para
empeorar la situación, la cosmología ha cerrado los ojos a lo que bien
podría ser una parte esencial de la realidad y del universo.
Esto se percibe mejor en lo que considero el dogma tácito pero muy
claramente entendido de la cosmología que el Dios de la Biblia y del
Calvario no existe, y que cualquier dios en el que creamos es el
resultado de nuestra propia hechura. Nuevamente, los cristianos no
pueden aceptar esto.
Conclusión
En base a lo anterior, debemos concluir
que la cosmología moderna, representada por la teoría del Big Bang,
puede tener sus virtudes al explicar numerosos aspectos del universo
físico, inanimado, pero resulta ser una teoría pobre cuando trata de
explicarlo todo, y deja demasiadas de nuestras preguntas sin responder.
Como concluye Roberto Jastrow en su libro
God
and the Astronomers: «En
este momento pareciera como que la ciencia nunca será capaz de levantar
el velo del misterio de la creación. Para el científico que ha vivido
teniendo fe en el poder de la razón, la historia termina como una
pesadilla. Ha escalado las montañas de la ignorancia; está por
conquistar la cumbre más alta y mientras se levanta por sobre la última
roca, es recibido por un grupo de teólogos que han estado sentados allí
desde hace siglos».2
Entonces, ¿es posible armonizar la cosmología moderna con la Biblia?
¿Debería uno seguir tratando de hacerlo? Y, si la repuesta es positiva,
¿cómo puede lograrse esto? A pesar de mi observación crítica anterior,
permíteme afirmar que admiro el método y la iniciativa de los
científicos. Debido a ellos hemos aprendido mucho acerca de la
naturaleza que nos puede ayudar a vivir vidas más cómodas. Más aún, la
ciencia es uno de los métodos de Dios para darse a conocer a sí mismo y
de su plan para nosotros. «Los cielos” todavía “cuentan la gloria de
Dios» (Salmos 19:1). Pero hay por lo menos dos problemas con este medio
de comunicación. El pecado ha arruinado la obra de Dios y si bien
refleja el carácter de Dios, lo hace débilmente. Y nuestra comprensión
de la naturaleza, y de Aquel que quiere revelarse a través de ella, es
incompleta mientras aún hay falencias en nuestro conocimiento acerca de
las leyes de la naturaleza que deberían ayudarnos a interpretar el
mensaje de Dios correctamente. Al mismo tiempo, no olvidemos que no
podemos encerrarnos en la torre de marfil de la teología y explicar todo
lo que nos rodea, y acerca de nosotros solamente con la Biblia.
De hecho, es precisamente debido a nuestra comprensión incompleta de las
leyes, tanto de Dios como de la naturaleza, que muchas veces las
percibimos como si estuvieran en conflicto. Pero Dios es el autor de
ambas, y no puede haber conflicto si se comprenden las cosas
correctamente. Necesitamos ambas disciplinas para darle sentido al
universo en el que vivimos. Cierta vez, Albert Einstein dijo: «La
religión sin ciencia es ciega; y la ciencia sin religión es coja».3
En nuestro esfuerzo por obtener respuestas adecuadas a nuestras
preguntas acerca de los orígenes, es difícil saber exactamente cómo
combinaremos los hallazgos de la ciencia con nuestra comprensión de la
Biblia. Creo que Dios creó el universo. «En el principio» bien puede
significar que comenzó su obra creadora hace mucho tiempo. La
cosmología, correctamente entendida, nos cuenta cómo realizó Dios la
tarea de preparar un planeta con suficiente polvo de la composición
química adecuada para formar seres humanos y mantenerlos con vida.
Entonces Dios completó su obra de creación. En seis días preparó la
tierra para que fuera habitada y luego creó muchas criaturas vivientes,
entre las cuales la humanidad iba a tener un lugar muy especial.
El resto de la Biblia nos dice lo que pasó después y cómo, a pesar de
nuestra rebelión, el magnífico plan de Dios finalmente se cumplirá en
aquellos que aceptan la redención ofrecida por medio de Jesucristo. El
cumplimiento de este plan incluye la oportunidad de aprender la
auténtica verdad acerca del universo. Y con gusto cambiaré de opinión
cuando el Creador me diga que lo hizo de otra manera.
Mart de Groot
(Doctor en Ciencias Naturales, Universidad de Utrecht) es investigador
asociado principal en el Observatorio Armagh, Irlanda del Norte. El Dr.
de Groot fue entrevistado en
Diálogo
3:1 (1991), pp. 18-19. Su dirección postal: 2 Sandymount Road; Richhill,
Co.
Armagh; BT61 8QP Northern Ireland; United Kingdom. E-mail:
mdg@star.arm.ac.uk
Referencias:
1.
Elena
G. White,
El Conflicto de los Siglos
(Mountain View, Calif.: Publicaciones Interamericanas, 1954), p. 736.
2. Robert Jastrow,
God and the Astronomers
(New York, W. W. Norton & Co., 1978)
3. P. Frank,
Einstein: His Life and Times
(New York: Alfred A. Knopf, 1947).
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