Martin Bojowald

¿Cómo explicar la fascinación que algunos –no pocos- sentimos por el cosmos? ¿cómo justificar ante otros que nos quedemos embobados mirando la Luna o las estrellas en una noche clara, e incluso el Sol en recreaciones? ¿cómo asegurar a otros que nuestro gusto por la ciencia ficción incluye un interés divulgativo? ¿cómo transmitir lo que uno siente al leer libros como este?

Hace muchos años, entre otros múltiples intereses, decidí aumentar mis conocimientos sobre el espacio exterior, fascinado por lo poco que sabíamos sobre esta última frontera, explorada ya como estaba la superficie de nuestro planeta madre, la Tierra. Si los antiguos navegantes se hacían a la mar en busca de aventuras, a descubrir lo ignoto, a derribar fronteras, nosotros ya no podemos hacerlo. Todo está cartografiado, casi poblado, y casi esquilmado. Pero no el espacio exterior.

¿Porqué estamos aquí y no en otro lugar? ¿cuánto tiempo resistiremos, arropados por nuestro escudo electromagnético, las increíbles y destructoras fuerzas que se desatan a nuestro alrededor? ¿cómo nos influye el resto del Cosmos? ¿cómo son el resto de cuerpos celestes que podemos ver desde nuestro planeta, hay vida de algún tipo en ellos, podremos viajar algún día y posar nuestras naves allí? ¿cuál es el origen y el destino del Universo?

La teoría del autor, derivada del modelo cíclico, no es nueva en su fórmula más básica, pero Bojowald la fundamenta en la medida de lo posible, a la vez que gracias a él completamos un recorrido por la física actual de lo más didáctico, ameno y fascinante.
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Estas preguntas resultan realmente insidiosas, pueden permanecer aletargadas durante un tiempo, pero de vez en cuando vuelven a surgir. Hace poco tiempo, el diario Público regaló con el periódico de los lunes entregas en DVD de la serie “Cosmos”, de Carl Sagan, el gran divulgador del pasado siglo, y responsable de muchas vocaciones entre los científicos. Obviamente, me hice con ellos, y los visioné de nuevo tras varios años. El cosquilleo volvió… me encontré con las mismas preguntas de siempre, sólo que esta vez tenía más facilidad para calmar mis dudas, más acceso a los materiales necesarios para disiparlas.

Me hice con varios documentales y pensé, por supuesto, en comprarme algún libro sobre el tema. Debía ser relativamente reciente, ya que en estos temas unos años suponen una diferencia abismal en tendencias y métodos científicos, y debía haber pasado el filtro de otros en el plano técnico. Pregunté a cierto redactor de Fantasymundo, especializado en ensayos, y que comparte buena parte de mis virus divulgativos favoritos. Entre sus recomendaciones estaba “Antes del Big Bang (una historia completa del Universo)” (Debate, disponible en FantasyTienda), del joven físico Martin Bojowald, y que ahora puedo decirlo, es otro maravilloso divulgador.

Uno puede pensar, ante la obra escrita de un físico teórico, que podríamos estar ante un libro arduo de entender, de conocimiento inaprensible para cualquiera que no comparta los mismos conocimientos que atesora Bojowald. Nada más lejos de la realidad. Los buenos divulgadores jamás dejarían que la dificultad para comprender ciertas teorías evitasen su transmisión al lector común. Y Martin Bojowald es, aparte de investigador teórico, un gran divulgador.

Estamos por tanto ante un volumen que despeja, incluso a ojos de mentes no especializadas, muchas dudas acerca del Cosmos, y nos plantea soluciones a algunos enigmas básicos para entender nuestro entorno espacial. Desde los principios básicos de la física y las matemáticas que rigen el Universo, pasando por las últimas teorías que se han considerado y la cosmología observacional, Bojowald nos dibuja nuestro auténtico mundo con toda la precisión que es posible hoy día, tanto en el espacio como en el tiempo.

El autor, físico alemán nacido en 1973, trabaja para el departamento de física de la Universidad de Pensilvania, y es miembro del Instituto de la Gravitación y el Cosmos, aunque antes desarrolló su actividad profesional en el Instituto Max-Planck de Física Gravitacional en Potsdam, y tiene varios premios en su haber, pese a su juventud. En “Antes del Big Bang (una historia completa del Universo)” analiza de forma breve el devenir de la física hasta Newton, para dar el salto a Einstein y sus teorías de la Relatividad Especial y General, ya ampliamente aceptadas y comprobadas en muchos aspectos, salvo en las singularidades como el Big Bang y los agujeros negros, donde pierden toda validez.

Einstein consiguió unificar la mecánica newtoniana y el electromagnetismo, y establecer que la percepción del espacio-tiempo depende del movimiento del observador que analiza esta dupla, es decir, es relativa al observador. El alemán postuló que el espacio-tiempo es plano, salvo que haya materia presente, que deformaría este y las relaciones gravitacionales entre los distintos objetos que la conforman. El espacio-tiempo, en definitiva, puede curvarse por la materia (que incluye la energía), y percibimos esta modificación a través de campos gravitatorios. Estas curvaturas son originadas por cuerpos móviles como estrellas y planetas, y por partículas energéticas, como la luz, y todos son afectados por ellas. Einstein, por tanto, conformó la Gravitación Universal tal y como la conocemos ahora, y el tiempo pasado desde 1905, año en que inició sus publicaciones al respecto, no ha hecho sino darle la razón. Poco a poco, a través de mediciones precisas, los físicos contemporáneos al genial alemán y los que les sucedieron, no hallaron grietas en sus postulados.

La edad estimada del Universo es de 13.700 millones de años, al menos es el tiempo que se cree ha transcurrido desde el Big Bang, que la mayoría de científicos identifica como su origen. El Universo se expande, con una aceleración que se ha visto incrementada hace relativamente poco tiempo (sin causas conocidas), y aleja a las galaxias unas de otras, en un enfriamiento gradual que comenzó justo tras la gran explosión inicial. Por supuesto, la temperatura del Universo no es constante, ya que no estamos ante un fluido de densidad homogénea, y los cuerpos que emiten calor y luz suelen estar en su mayoría concentrados por la acción de la gravedad, que coexisten con grandes espacios supuestamente vacíos o rellenos en parte de la supuesta materia oscura.

Tras el Big Bang, que desparramó grandes cantidades de energía y materia concentradas en un punto muy pequeño pero de altísima densidad, presión y temperatura, todo ese contenido primigenio fue condensándose en cúmulos, debido a la acción de la gravedad, y poco a poco fueron creándose las nubes de gas, después las estrellas y más tarde los planetas. Hoy día, el proceso de creación y destrucción continúa, y mientras la materia aún se condensa en forma de estrellas y planetas, también se disipa con ayuda de grandes explosiones, como en el caso de las supernovas, y se reparte por el Universo, creando elementos que terminan combinándose, a veces para producir, por ejemplo, vida. Se considera que el ser humano, y toda la vida conocida, proviene de las estrellas en última instancia. Somos polvo de estrellas (nótese que he preferido utilizar la frase aún a pesar de los posibles chistes que podrían hacerse al respecto).

Sin embargo, gracias a esta expansión del Universo y a la radiación de fondo de microondas, ha podido datarse su edad, teniendo en cuenta que el modelo físico sea correcto, por supuesto, como todo parece indicar. Sin embargo, ese modelo actual no nos dice qué ocurrió justo en el momento del Big Bang, pero sí qué pasó varios segundos después… para la Teoria de la Relatividad, el Big Bang antes de expandirse tenía un volumen de cero, una singularidad matemática que Einstein no consiguió soslayar ni explicar. Así pues… hemos de explicar qué existía antes del Big Bang.

La Teoría de la Relatividad supuso un avance tremendo sobre nuestra interpretación del Universo, pero, más de un siglo después, los físicos necesitan extender y pavimentar nuevos caminos que surjan de la gran autopista que nos legó Einstein y nos lleven más allá. La Física Cuántica, un camino que aún está pendiente de pavimento, podria llevarnos mucho más allá, y a la vez explicar cómo surgió el Big Bang. Como cada avance significativo de esta ciencia, añade nuevos conocimientos, explicaciones y, por supuesto, enigmas, que han de ser solucionados.

La Gravedad Cuántica de Bucles y la Teoría de Cuerdas pugnan por ofrecer una explicación plausible a los nuevos fenómenos que observamos, y a los caminos a los que nos lleva la física actual. Ambas contienen, de momento, problemas de concepto y de usabilidad que hacen imposible calificarlas como comprobables y ciertas tal y como están, pero debemos sopesarlas como precursoras del auténtico conocimiento que podría venir de ellas en el futuro.

La Teoría de Cuerdas, que goza de mayor número de adeptos que la primera mencionada, postula que las partículas materiales son estados de vibración de un objeto extendido y unidimensional que las define, llamado “cuerda”. Es decir, a nivel microscópico, las partículas elementales como los electrones, no son puntos, sino cuerdas de múltiple vibración, que a parte de moverse de forma usual, son capaces de oscilar, y dar distintas posiciones orientativas según el estímulo externo que reciben. El espacio-tiempo en el que se mueven estas cuerdas estaría compuesto de 11 dimensiones: tres espaciales, una temporal y seis compactificadas e inobservables. Estas últimas seis dimensiones serían irrelevantes a escalas tan pequeñas como la longitud de Planck. Hay muchas dificultades para demostrar la validez de esta teoría, ya que los físicos no logran utilizarla para dar validez a datos experimentales observados. Es decir, no son capaces hoy por hoy de predecir fenómenos… las matemáticas que la describen son tan recientes y resistentes al cálculo que aún no se ha logrado avanzar demasiado en ellas. Algunos creen que simplemente postula 11 dimensiones para asegurarse consistencia matemática, pero son inobservables (a la vez que sus efectos), y por tanto, resistentes al método empírico.

La Gravedad Cuántica de Bucles mezcla las teorías de la mecánica cuántica y la relatividad general, y actualmente tiene menos adeptos que la anteriormente descrita, pero va ganando en defensores y credibilidad, gracias a su mayor compatibilidad con el método empírico que la Teoría de Cuerdas. Al contrario que aquella, esta teoría no aumenta las dimensiones que describen el Universo, y describe el espacio-tiempo no como un contínuo, sino como una sucesión de volúmenes –de magnitud igual a la longitud de Planck: 10^-35 metros cuadrados)- conectados por bucles. Esta teoría intenta conciliar la mecánica de los cuerpos grandes con la de los microscópicos, al valorar estos volúmenes de forma que sean manejables, por su magnitud, por las dos teorías que se pretenden unificar. De esta forma, los efectos sufridos en estos volúmenes a niveles gravitatorios y cuánticos serían compatibles y no entrarían en contradicción.

De esta forma, ya no existiría la “distancia cero” en el Universo, la mínima vendría dada por el mínimo volumen, de la longitud de Planck, con lo cual jamás se llegaría al volumen cero que preconiza hasta ahora el Big Bang. Según la Gravedad Cuántica de Bucles, el espacio no podrá expandirse indefinidamente, sino que llegados a un punto, la fuerza generada por la inercia llevará al Universo a contraerse nuevamente.

Otra ventaja de esta última teoría es que permite soportar pruebas empíricas a medio plazo. Predice que los fotones con más energía deberían viajar algo más rápido –casi imperceptiblemente- que los que tienen menos. La luz que nos llega desde las explosiones de rayos gamma desde galaxias vecinas deberían revelar un desplazamiento espectral variable en el tiempo, como consecuencia de esta diferencia de velocidad. Deberían ser más azuladas al iniciarse y más rojizas al terminar. Una misión espacial, lanzada en 2007, debería poder con el tiempo realizar esta comprobación, lo que iniciaría una posible validación de la Gravedad Cuántica de Bucles.

Teoría de cuerdasBojowald nos explica todo esto, a la vez que repasa una por una todas las teorías (incluso alguna simple especulación) de forma didáctica, amena y entendible. Precisamente la fusión de la Teoría de la Relatividad con la Física Cuántica, especialmente la Gravedad Cuántica de Bucles, permite especular con que el Big Bang no tenía un volumen de cero, sino cercano a esta cifra, y que su energía no era infinita, lo que elimina la singularidad que hacía imposible calcular matemáticamente qué había antes del Big Bang.

¿Y qué había? Podría deciros que, en una reseña, no se cuenta el final de un libro, pero en “Antes del Big Bang (una historia completa del Universo)”, lo importante no es el final, sino la trama, el recorrido completo del Universo en tiempo inverso, desde los tiempos actuales hasta el Big Bang que lo originó. Bojowald postula que el Universo actual proviene de otro que se contrajo hasta un volumen cercano al cero y más tarde, debido a su alta presión y temperatura, que ocasionó que la gravedad se volviese repulsiva, con lo que rebotó en expansión en el llamado Big bounce (“Gran rebote”), generando nuestro Universo, con variaciones del anterior. En el cambio, se pierde cierta información, se produce cierto “olvido”, pero lo esencial se conserva. Esta teoría, derivada del modelo cíclico, no es nueva en su fórmula más básica, pero Bojowald la fundamenta en la medida de lo posible, a la vez que gracias a él completamos un recorrido por la física actual de lo más didáctico, ameno y fascinante.

Tal y como el propio autor aclara, estos postulados están aún en su fase especulativa, y serán necesarias más aportaciones suyas y de otros científicos a lo largo del tiempo para completarla y fundamentarla aún más. En algunas partes de este honesto ensayo, Bojowald no tiene más remedio que profundizar en demasía en algunos conceptos, lo que lleva al lector lego a relecturas parciales que, aunque lastran en ocasiones el ritmo, no se hacen demasiado pesadas ni frecuentes. Martin, además, no cree estar en posesión de la verdad, sino que se permite ser crítico con las teorías imperantes y consigo mismo, y transmite sus dudas razonadas al lector de forma clara.

Simultaneé la lectura de “Antes del Big Bang (una historia completa del Universo)” con un magnífico documental reciente, básico a veces, sobre el Cosmos: “El Universo”, que actualmente se emite en el Canal Historia en su cuarta temporada. Esta serie ayuda a tener ciertos fundamentos de física cosmológica, que resulta de utilidad en la lectura del libro de Bojowald, aunque no es indispensable para disfrutar plenamente.

Martin, a la vez que nos ofrece toda la física clásica, nos explica todo el abanico de leyes, teorías y especulaciones en torno al origen de nuestro Universo, y quizá de otros hipotéticos universos aún sin comprobar, al mismo tiempo que nos transmite lo que se conoce (y lo que se cree) sobre las singularidades más poderosamente imaginativas de nuestro tiempo: el Big Bang, los agujeros negros y los agujeros de gusano, y las visiones cosmogónicas emparentadas de las diferentes religiones y corrientes filosóficas desde el inicio de nuestra historia.

En fin, si no compartís mi curiosidad sobre el Universo, también podríais disfrutar de este libro, aunque sea para entender de forma plena algunos capítulos de la serie de televisión “The Big Bang Theory”, y comprender qué demonios hacen con su tiempo Sheldon Cooper, Leonard Hofstadter y Leslie Winkle, entre otros… ¿preferís vuestro universo acordado o rizado?

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