La realidad en contra del sentido com¨²n
Hablamos hoy de una propiedad del universo que no casa con nuestra experiencia diaria, que va en contra de lo que damos por sentado, y que ha sido demostrada con la ayuda de agujeros negros: las cosas no siempre parecen m¨¢s peque?as cuando te alejas de ellas
El sentido com¨²n, ese gran invento para decidir qu¨¦ hacer r¨¢pidamente o justificar lo hecho, que parece apelar a un comportamiento democr¨¢tico de la realidad. Si todos o una mayor¨ªa piensan que algo es as¨ª, debe ser as¨ª. ?Qui¨¦n le va a quitar la raz¨®n a un (ex)presidente del Gobierno que dice que lo que hace es de sentido com¨²n? Pero las matem¨¢ticas no son democr¨¢ticas, la f¨ªsica tampoco, y la realidad, por extensi¨®n, est¨¢ muy lejos de comportarse como nosotros pensamos que deber¨ªa hacerlo basado en nuestra muy limitada y sesgada experiencia. La intuici¨®n falla a veces. Contamos aqu¨ª una propiedad del universo que va en contra del sentido com¨²n. Hay m¨¢s, pero esta ya es bastante alucinante, un buen comienzo para tratar estos temas.
Empezamos el ataque a nuestro sentido com¨²n con conceptos muy b¨¢sicos y un viaje. Me encuentro en frente de la Sagrada Familia de Barcelona, al pie de esta imponente y hermosa obra de arte arquitect¨®nica. Me da tort¨ªcolis solo de pensar en intentar verla por completo mirando hacia arriba desde la puerta principal. Ocupa casi todo mi campo de visi¨®n, ¨²nicamente con un objetivo gran angular podr¨ªa hacerle una foto; ni siquiera con un ojo de pez. Quiero verla mejor, me alejo un poco para tener mejor perspectiva. Para poder hacer una foto con mi m¨®vil, me alejo un poquito m¨¢s. Cuanto m¨¢s lejos estoy, m¨¢s peque?a parece la gran bas¨ªlica. Sentido com¨²n: las cosas parecen m¨¢s peque?as cuanto m¨¢s lejos est¨¢n. Presentado de una manera un poco m¨¢s matem¨¢tica, el ¨¢ngulo que forman o, mejor dicho, subtienden dos segmentos que parten de los extremos de un objeto y se juntan en un punto, mi ojo, es cada vez m¨¢s peque?o cuanto m¨¢s largos son los segmentos. Es lo que se llama tama?o angular, y el de la catedral o el de cualquier otra cosa disminuye cuando me alejo. ?Es esto siempre verdad? Me quedo sin art¨ªculo si la respuesta es s¨ª, as¨ª que, obviamente, es mentira: no siempre las cosas m¨¢s lejanas parecen m¨¢s peque?as. De hecho, a partir de una distancia (de dimensiones astron¨®micas), cuanto m¨¢s te alejas, m¨¢s grandes parecen, el ¨¢ngulo que subtienden crece con la distancia. ?Imposible! Pues no, lo explico.
Empecemos presentando a la galaxia de Andr¨®meda, nuestra hermana mayor, que cuenta con un tama?o el doble que el nuestro, unos 220.000 a?os luz, m¨¢s concretamente. Hoy la vemos (con telescopios, el ojo no nos da para verla completa) con un tama?o angular en el cielo unas seis veces m¨¢s grande que el Sol.
Andr¨®meda se nos queda peque?a, pasemos a hablar de algo m¨¢s grande, ?lo m¨¢s grande conocido! Si queremos ver todo el universo hoy, al menos el accesible para nosotros, el llamado universo observable, tenemos que mirar en todas direcciones del cielo, nos rodea. Ahora bien, como el universo se ha estado expandiendo durante todo el tiempo transcurrido desde el Big Bang, nuestro universo observable, que tiene unos 90.000 millones de a?os luz de di¨¢metro, era m¨¢s peque?o en el pasado. Mil cien veces m¨¢s peque?o cuando ten¨ªa 370.000 a?os. Si seguimos yendo hacia atr¨¢s, todo nuestro universo observable de hoy ten¨ªa un tama?o de 220.000 a?os luz no mucho m¨¢s tarde de cumplir su primer a?o de edad (nota para puntillosos: no he dicho que todo el universo tuviera ese tama?o). En ese momento no exist¨ªa Andr¨®meda, ni galaxias, ni siquiera el ox¨ªgeno que respiramos o el carbono de nuestro ADN. Solo hab¨ªa, contando ¨²nicamente la materia que m¨¢s nos gusta, protones, electrones, n¨²cleos de helio, unos poquillos de litio, y cantidad de fotones chocando con todo lo que se meneaba. En ese momento, por tanto, un a?o despu¨¦s del Big Bang, el tama?o de nuestra Andr¨®meda era igual que el de todo el universo que conocemos hoy. Si hubiera existido nuestra galaxia hermana, hubiera ocupado todo el cielo para un observador de entonces. Lo que hoy vemos con un tama?o angular que podemos tapar con dos dedos hubiera cubierto la b¨®veda celeste completa. Un objeto de exactamente el mismo tama?o f¨ªsico que existiera un a?o despu¨¦s del Big Bang se ver¨ªa hoy m¨¢s grande en el cielo a¨²n estando m¨¢s lejos. Ese objeto habr¨ªa crecido hoy al tama?o del universo observable, ?ya no ser¨ªa como la Andr¨®meda actual! Un poco lioso, pero es que el hecho de que el universo se expanda, que la distancia a Andr¨®meda hoy ma?ana sea cinco millones de kil¨®metros m¨¢s grande porque el espacio-tiempo cambia, tambi¨¦n es un poco anti sentido com¨²n.
¡°Esto te lo has inventado, tiene que ser mentira, no es de sentido com¨²n¡±. Buen pensamiento para un esc¨¦ptico, y todo cient¨ªfico debe serlo. Pero en ciencia incluso para decir que algo es mentira debes aportar pruebas (que se lo pregunten tambi¨¦n a los que salen en las noticias estos d¨ªas). Una sola que aportes, y ser¨¢ verdad que es mentira. Ahora bien, los resultados de varios experimentos astron¨®micos apoyan esta propiedad alucinante de un universo en expansi¨®n.
La clave de estos experimentos es encontrar una buena regla que haya existido durante miles de millones de a?os, algo que no haya cambiado de tama?o durante los eones que las galaxias han visto pasar desde que empezaron a existir. No es f¨¢cil encontrar esa regla universal, nunca mejor dicho; no nos valen bernab¨¦us ni torres Eiffel, ni el r¨ªo Sella, como nos dec¨ªa Eva. Esa regla c¨®smica, tendiendo a ser eterna (que haya estado ah¨ª desde que el tiempo existe, porque el tiempo puede que en alg¨²n momento no existiera), debe adem¨¢s ser muy brillante para poder verla a grandes distancias; y de un tama?o considerable, que tampoco sea extremadamente dif¨ªcil distinguirla en un amplio rango de distancias.
Parece mentira, pero una regla as¨ª se encuentra en algo que no podemos ver directamente porque nada, ni incluso la luz, escapa de su campo gravitatorio. Estamos hablando de agujeros negros, y no de cualquiera, sino de los m¨¢s grandes existentes. Estos agujeros negros s¨²permasivos, que es como los llamamos, a veces captan material circundante y, antes de com¨¦rselo, lo ponen a temperaturas de millones de grados, por lo que se vuelve ultrabrillante. Son los conocidos como qu¨¢sares. El n¨²cleo del qu¨¢sar, la parte m¨¢s interna de esos monstruos c¨®smicos, es de un tama?o bastante compacto, unos 36 a?os luz. Esa es m¨¢s o menos la distancia a la estrella Arturo, pero dentro de esa zona para un agujero negro supermasivo hay una masa equivalente a centenares de millones de soles, en vez de unas decenas, como en el caso de nuestra vecindad solar. El tama?o preciso del n¨²cleo del qu¨¢sar es bastante predecible, as¨ª que parecen ser una buena regla c¨®smica. Observando estos objetos, muy brillantes y detectables hasta los confines del universo, hemos encontrado que cuanto m¨¢s lejos est¨¢n, m¨¢s peque?o es su tama?o angular, como mandan nuestros c¨¢nones, pero solo hasta unos 40.000 millones de a?os luz. Los n¨²cleos compactos de qu¨¢sar que est¨¢n m¨¢s all¨¢ de esa distancia de repente empiezan a parecernos m¨¢s grandes, en contra del sentido com¨²n, pero atendiendo a las leyes f¨ªsicas del universo.
Concluimos que a veces hay que separarse de las cosas para ver su grandeza, y que no hay tal cosa como el sentido com¨²n, cualquier evento del universo, o de la misma Tierra o de nuestro pa¨ªs, puede parecernos normal o, en cambio, imposible. Pero solo porque en gran parte nuestra experiencia y entendimiento de la realidad es (?muy?) limitada, necesitamos abrir los ojos hacia lo que nos parece irracional, asimilarlo, interpretarlo y usarlo adecuadamente.
Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez es investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa, dependiente del Consejo Superior de Investigaciones Cient¨ªficas y del Instituto Nacional de T¨¦cnica Aeroespacial (CAB/CSIC-INTA)
Vac¨ªo C¨®smico es una secci¨®n en la que se presenta nuestro conocimiento sobre el universo de una forma cualitativa y cuantitativa. Se pretende explicar la importancia de entender el cosmos no solo desde el punto de vista cient¨ªfico sino tambi¨¦n filos¨®fico, social y econ¨®mico. El nombre ¡°vac¨ªo c¨®smico¡± hace referencia al hecho de que el universo es y est¨¢, en su mayor parte, vac¨ªo, con menos de un ¨¢tomo por metro c¨²bico, a pesar de que en nuestro entorno, parad¨®jicamente, hay quintillones de ¨¢tomos por metro c¨²bico, lo que invita a una reflexi¨®n sobre nuestra existencia y la presencia de vida en el universo. La secci¨®n la integran Pablo G. P¨¦rez Gonz¨¢lez, investigador del Centro de Astrobiolog¨ªa; Patricia S¨¢nchez Bl¨¢zquez, profesora titular en la Universidad Complutense de Madrid (UCM); y Eva Villaver, investigadora del Centro de Astrobiolog¨ªa.
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