Huellas N.14, Diciembre 1988

CIENCIA

El origen del universo ¿un enigma resuelto?

Guiomar Ruiz y Javier Corona

A raíz de las declaraciones realizadas hace algunos meses, del físico inglés Stephen Hawking, la polémica sobre el origen del Universo ha suscitado de nuevo la curiosidad popular (y no solo la popular). Aprovechando la circunstancia queremos acercarnos un poco más a este apasionante misterio, un desafío que no se rinde al método científico.

UN ACERCAMIENTO AL ORIGEN Y FORMACIÓN DEL COSMOS
Lo primero que nos sorprende es la baja densidad de materia en el espacio y las enormes distancias de vacío, casi absoluto, que sepa­ran los cuerpos estelares: los cien­tíficos utilizan, por ello, como uni­dad de media de distancia el año­-luz (1), estando la estrella más cerca­na de nuestro sol a cuatro o cinco años-luz. Éste es una de las cien mil millones de estrellas que for­man nuestra galaxia, una espiral con un espesor de trecemil doscientos años-luz y un diámetro de cien mil años-luz. Nosotros nos encontramos situados en el borde de uno de los brazos externos de esta magnífica concentración de estrellas, cúmulos estelares, nebu­losas y otros objetos que forman el universo visible con pequeños instrumentos. Esta galaxia -la Vía Láctea- forma parte de un numeroso grupo de galaxias que constituyen el llamado Grupo Lo­cal; y estas agrupaciones, numero­sísimas, se reúnen a su vez en metagalaxias, separadas por distan­cias inimaginables.
Todo esto lo observamos gra­cias a la luz viajera que nos llega a la tierra; vemos, pues, el pasado remoto (tanto como la distancia en años-luz de lo que observa­mos), por lo que este abismo es­pacial representa también un abis­mo temporal, y la Cosmología(2) y la Cosmogonía(3) están íntimamen­te unidas.
Los datos experimentales utili­zados en el estudio del Universo han sido, fundamentalmente, los obtenidos a partir de los espec­tros(4) ópticos de la radiación elec­tromagnética, tanto visible como invisible, emitida por los cuerpos celestes. El espectro suministra in­formación tan importante como la composición química y la veloci­dad a la que se mueve la fuente de la radiación. Gracias a la astrono­mía espacial, que permite recoger esta radiación sin haber sido filtra­da por la atmósfera, se confirmó que las agrupaciones de galaxias se alejaban de nosotros a una veloci­dad tanto mayor cuanto más leja­nas estaban. Esto quiere decir que todo el Universo está en expan­sión, del mismo modo que dos puntos de un globo al inflarse «se ven» separar tanto más deprisa cuanto más separados estén; y esto, visto desde cualquier punto (desde cualquier galaxia).
Pero lo que ha representado el dato empírico más escalofriante y de capital importancia es la detec­ción de la radiación de fondo o de cuerpo negro, distribuida con re­gularidad por todo el Universo, con una temperatura característi­ca próxima al cero absoluto(5). Son los restos o radiación fósil del en­framiento y expansión que siguen a la explosión de una mezcla de materia y energía, concentradísi­mas y a altísimas temperaturas en un único punto (una singulari­dad), que sucedió en el instante inicial de todo el Universo: el Big Bang o la Gran Explosión.
A partir de entonces, una serie de etapas y procesos producidos al tiempo que el Universo -y el es­pacio y el tiempo- se expande (de igual manera que el propio es­pacio físico del globo se dilata al inflarse, con el tiempo), confor­maron el Universo en el que vi­vimos.
Quedan sin explicar las prime­ras fases del Universo -en las que dadas las condiciones tan ex­tremas no serían aplicables las le­yes físicas conocidas- y su futuro. Atendiendo a éste, se manejan dos posibilidades: o bien que su expansión sea indefinida hasta que se produzca una «muerte tér­mica» o enframiento total del cos­mos; o bien que la masa total de éste sea tan grande que la propia atracción gravitatoria entre ga­laxias sea suficiente para frenar esta expansión e iniciar un proce­so contrario, de concentración, que acabaría en una gran implosión (el Big Crunch). En este segundo caso, algunos postulan que el Big Crunch sería la muerte del Uni­verso, y otros que se daría un nue­vo Big Bang. El ciclo Big Bang-Big Crunch se repetiría según estos in­definidamente (universo pulsan­te).
La posibilidad de un Big Crunch no parece probable, pues para ello sería necesaria mucha mayor masa en el Universo de la que se detecta. Sin embargo, un universo pulsante mantiene un fuerte atractivo para algunos cien­tíficos, que continúan buscando la masa oscura (una hipotética canti­dad de materia aún no detectada que haría posible la contracción), puesto que eluden la pregunta so­bre el principio y el fin del Uni­verso, perdiéndose en una serie de procesos repetidos eternamente.

EL MISTERIO DE LA CREACIÓN Y LOS LÍMITES DE LA CIENCIA
La ciencia, en su camino dirigi­do a penetrar en el misterio de la realidad natural, continúa supe­rando sus límites de conocimien­to: vemos así que la Física ha lle­gado a reconstruir la historia del Universo hasta momentos ex­traordinarimente próximos al fa­tídico instante cero: los primeros minutos después del Big Bang son divididos en eras diferenciadas por minúsculas fracciones de segundo. Sin embargo, las preguntas no terminan, y por cada nueva teoría científica surgen siempre nuevos interrogantes y aumenta la lista de problemas.
Además, la Cosmología es una ciencia peculiar y distinta de todas las demás, puesto que su objeto de estudio, el Universo, es único e irrepetible; el fenómeno a estudiar se verifica una sola vez y no es po­sible confrontarlo con otro similar para obtener una ley física cuanti­tativa. Pero, sobre todo, es distin­to porque lleva al hombre moder­no a encontrarse con el problema de los orígenes; pone al hombre frente a una cuestión personal que realmente le importa; ¿de dónde venimos?, ¿a dónde vamos? Son las preguntas sobre su origen, su destino y el de toda la realidad: no se trata sólo de descubrir cómo y cuándo ha nacido el cosmos y cómo el hombre se relaciona con él sino, sobre todo, qué sentido tie­ne ese origen, si nos preside la ca­sualidad, el destino ciego, o bien un ser trascendente y bueno: Dios. Estas dos peculiaridades producen en el científico una mayor con­ciencia del propio límite, de la im­posibilidad sustancial de pronun­ciarse sobre hechos tan únicos e irrepetibles con el sólo instrumen­to del método científico («La cien­cia -nos comentaba un catedráti­co de Física Teórica- no puede pretender responder a qué había en el instante antes del Big Bang, o fuera de las fronteras del espa­cio-tiempo en expansión»), y esto provoca una creciente profundi­dad de las preguntas que están en la raíz de toda investigación (¿cómo?, pero también ¿por qué el Universo?, ¿hay un Creador?). Así, vemos que, incluso en artícu­los de divulgación científica, se manifiesta una preocupación por hechos que trascienden la propia física.
Si el primer sentimiento del hombre al mirar la realidad es el estupor de estar frente a algo que no es suyo, que existe indepen­dientemente de él, que es «dado» y de lo cual depende, esto lo per­cibe con especial emoción cuando mira el cosmos, cuando el hori­zonte de su mirada no es un as­pecto parcial, sino la totalidad de la naturaleza. Así nos lo testimo­nia Albert Einstein: «La emoción más bella y profunda que podemos percibir es el sentido del misterio. Es la emoción fundamental que está en la cuna del verdadero arte y la verdadera ciencia, el que no lo conozca y no pueda ya admirarse, y no pueda ya asombrarse ni ma­ravillarse, está muerto y tiene los ojos nublados. ( ... ) La verdadera religiosidad es saber de esa Exis­tencia impenetrable para noso­tros, saber que hay manifestacio­nes de la Razón más profunda y de la Belleza más resplandeciente, sólo asequibles en su forma más elemental para el intelecto».

EL PUNTO DE PARTIDA NO ES UN PROBLEMA CIENTÍFICO
No siempre encontramos esta sencillez en un científico. Actual­mente asistimos al nacimiento de lo que puede ser una nueva revo­lución en Cosmología. Es el nue­vo modelo cosmológico propuesto por un hombre que ya es conoci­do en todo el mundo y del que casi todos hemos oído hablar: el gran físico inglés Stephen Hawking, considerado por muchos el más grande después de Einstein. Su obra divulgativa sobre Cosmología, Breve Historia del Tiempo, ha sido recibida en todo el mundo, en general, con tanto entusiasmo como falta de sentido crítico. En ella Hawking explica al gran pú­blico sus teorías científicas, cuya validez juzgará la Ciencia con el tiempo, y otras ideas propias, más allá de la Física, que nos gustaría comentar aquí.
Antes hemos hablado de la in­capacidad de la ciencia para res­ponder a la pregunta sobre qué había un instante antes del Big Bang. Esto es así porque el Big-Bang fue la explosión de una singularidad y es comúnmente acep­tado por los científicos que en las condiciones extremas que definen la singularidad, todas las leyes de la Física resultan inservibles. Po­dría así hablarse de un principio del tiempo y del universo físico, de una «frontera» inicial en la histo­ria del tiempo, frontera que la ciencia no podía traspasar y ante la que el científico o cedía el rele­vo a otras ramas del saber (filoso­fía, teología, ... ) o establecía el lí­mite del conocimiento humano («No tiene sentido preguntar por antes del Big Bang» afirman mu­chos, «pues en el Big Bang se creó el tiempo»; respuesta que satisface poco la curiosidad, y que recuer­da lo de la zorra y las uvas). Fue el mismo Hawking, junto a su maestro Penrose, quien de­mostró en 1970 que el origen del Universo, si la Teoría General de a Relatividad de Einstein es cier­ta, tuvo que ser la explosión de la singularidad, lo que hasta enton­ces era una hipótesis. Pero ahora apunta otra posibilidad: modificar la Relatividad General, convir­tiendo el tiempo en una coordena­da no distinta de las tres coorde­nadas espaciales (para lo que debe aplicársele un tratamiento mate­mático un tanto forzado, aunque no por eso totalmente repudia­ble). De esto resulta un espacio­tiempo finito y curvo, esto es, sin bordes ni fronteras (como una es­fera, sin ser infinita, no empieza ni termina en ningún sitio). Es de­cir, desaparece la singularidad y con ella el «principio». Llegados a este punto cedemos la palabra al propio Hawking: «Pero si el Uni­verso es realmente autocontenido, si no tiene frontera o borde, no tendría principio ni final: simple­mente seria. ¿Qué queda entonces para un creador?». «No es una de­mostración de que Dios no exista. Significa sólo que no es necesa­rio». Más tarde añade: «Si el Uni­verso es así, Dios no tuvo ningu­na libertad en absoluto para esco­ger sus condiciones iniciales. Ha­bría tenido, por supuesto, la liber­tad de escoger las leyes a que el Universo obedecería. Esto, sin embargo, pudo no haber sido una verdadera elección; puede muy bien existir sólo una, o un peque­ño número de teorías unificadas completas, tales como las teorías de las cuerdas heteróticas, que sean autoconsistentes ... ».
Sorprende el contraste tan grande entre la postura de un hombre, Hawking, que afirma que su idea de Dios es semejante a la de Einstein, y la apertura y humil­dad ante el Misterio que este te­nía. Hawking parece querer atar al Creador, limitar su libertad, some­tiéndolo a las leyes de la Física y a categorías humanas. Conocer a Dios y sus límites únicamente con su razón. En una evidente falta de realismo, de adecuación entre ob­jeto y método de estudio, busca co­nocer algo de Dios con fórmulas físico-matemáticas. Error parecido al que cometieron algunos miem­bros del Santo Oficio con Galileo Galilei, aunque esta vez se cam­bian los papeles.
Podría ser que el Universo fue­ra cerrado en sí mismo y aparen­temente autosuficiente en su pro­ceso de causa-efecto, pero decimos aparentemente porque esto no ex­plicaría su propia existencia. El mismo Hawking lo dice en lo me­jor de su libro, un párrafo en el que se asoma una pregunta gran­de y abierta: «¿Qué es lo que in­sufla fuego en las ecuaciones y crea un Universo que puede ser descri­to por ellas? El método usual de la ciencia de construir un modelo matemático no puede responder a la pregunta de por qué debe haber un Universo que sea descrito por el modelo. ¿Por qué atraviesa el Universo por todas las dificultades de la existencia? ¿Es la teoría uni­ficada tan consistente que ocasio­na su propia existencia? ¿O necesi­ta un creador? Y, si es así, ¿tiene éste algún otro efecto sobre el Universo? ¿Y quién lo creó a él?». Obsérvese que en esta última pre­gunta Hawking reconoce o «se le escapa» que lo razonable es creer que si hay algo es porque alguien lo ha creado.
Estas preguntas son demasiado difíciles de contestar incluso para Hawking. Él mismo, en un entre­vista publicada por El Pais, afirma que la pregunta de por qué existe el Universo quizá carezca de sen­tido. ¿Existe alguna respuesta más desesperanzadora que ésta?.
En su libro, en cambio, dice que una vez que exista una teoría com­pleta que explique cómo es y cómo fue el Universo, «entonces todos, filósofos y científicos, y la gente corriente, seremos capaces de par­ticipar en la discusión de por qué existe el Universo y por qué exis­timos nosotros. Si encontrásemos una respuesta a esto, sería el triun­fo definitivo de la razón humana, porque entonces conoceríamos el pensamiento de Dios». Lo que no dice es cómo, con qué método bus­car esa respuesta.
La categoría de Stephen Hawking como científico no puede ser puesta en duda. Pero al afrontar el problema del Creador, problema que se encuentra de frente en su trabajo científico, comete dos graves errores. Por una parte lo es­cinde de la dimensión misteriosa del problema, encasillándolo casi en un sistema de ecuaciones, lo que es lo mismo que negarlo, puesto que un Dios que cabe en la razón humana y sus ecuaciones no puede tener los atributos de infi­nitud que le son propios.
Por otra parte, y esto quizá sea la causa de lo anterior, afronta el problema de Dios como el de un objeto más de estudio, quizá más importante que los otros, pero que no despierta en él un interés per­sonal cualitativamente diferente. Su interés por Él no nace del co­razón, de una exigencia dramática de significado para su vida. Al me­nos, nada de esto se refleja en su libro ni en sus declaraciones (en distintas entrevistas ha compara­do al hombre con «un computador más complejo que los actuales» y «una especie avanzada de mono»). Ante una pretendida explicación científica del Universo, considera que Dios no es necesario. Él no parece necesitarlo. Esto es algo es­pecialmente sorprendente en al­guien que vive su particular dra­ma personal, la terrible enferme­dad que le tiene inmóvil en una si­lla de ruedas, incapacitado para hablar, y con un ordenador, que maneja con el único dedo que pue­de mover, como único medio de expresión.
El punto de partida para en­contrar al Creador es la pregunta del corazón, no el problema cien­tífico, aunque puede ser éste el que la despierta. Como ejemplo valga el testimonio de otro de los gran­des físicos del siglo XX, Erwin Schrodinger, uno de los padres de la Mecánica Cuántica: «La imagen científica del mun­do que me rodea es muy deficien­te. Proporciona una gran cantidad de información sobre los hechos, reduce toda experiencia a un or­den maravillosamente consisten­te, pero guarda un silencio sepul­cral sobre todos y cada uno de los aspectos que tienen que ver con el corazón, sobre todo lo que real­mente nos importa: (...) El mun­do es grande, magnífico y hermo­so. Mi conocimiento científico de cuanto ha sucedido en él compren­de cientos de millones de años. Y sin embargo, visto desde otra perspectiva, todo eso se contiene en los setenta, ochenta o noventa años que puedo tener garantiza­dos, una minúscula motita en me­dio del tiempo inconmensurable, en medio incluso de los millones y de los miles de millones finitos de años que he aprendido a medir y a determinar. ¿ De dónde vengo y a dónde voy? Esa es la gran cues­tión insondable, la misma para cada una de nosotros. La ciencia es incapaz de responderla».


1 Año-luz es la distancia que recorre la luz durante un año, a la velocidad constante de trescientos mil kilómetros por segundo.
2 Cosmología es la ciencia que describe la estructura del Universo.
3 Cosmogonía es el estudio de la historia del Universo.
4 Espectro es la representación de un de­terminado parámetro (p.e., la energía de una determinada radiación) en el dominio de la frecuencia.
5 Cero absoluto es el límite inferior de tem­peratura (-273° C).