El sol

María Teresa Ruiz

Fragmento

EL ORIGEN DE TODO

EL ORIGEN DE TODO

Hace ya casi un siglo que sabemos que nuestro universo tuvo un comienzo, aunque son pocas las certezas respecto a los detalles de cómo fue ese inicio. Debido a que carecemos de herramientas adecuadas, como el marco teórico, persisten aún muchas incógnitas para entender lo que sucedió.

Desde su formulación en el siglo pasado, las dos teorías paradigmáticas de la física han sido la mecánica cuántica y la relatividad general, ambas exitosas en sus respectivos ámbitos. La mecánica cuántica, en el universo micro de las partículas y átomos, es capaz de predecir resultados con una extraordinaria precisión. Por su parte, la teoría de la relatividad ha hecho predicciones sobre los efectos de la materia al alterar la forma del espacio y el desplazamiento de la luz por este. Hasta aquí, todas las predicciones han sido confirmadas.

Pero —y este es un gran pero— ambas teorías, la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad, ¡no son compatibles! La dificultad está en que, para entender los comienzos del universo, necesitaríamos ambas teorías, y no funcionan juntas. Einstein dedicó las últimas décadas de su vida a tratar de formular una teoría unificada que no tuviera ese problema, pero no lo logró y hasta la fecha nadie lo ha conseguido. Reemplazar las dos teorías que son los pilares de la ciencia actual por una nueva teoría unificada podría llegar a cambiar la interpretación de lo que observamos en el universo, de su significado.

Al igual que mi historia, la suya, la de todos y todo, la historia del Sol comienza con un evento que llamamos Big Bang, acaecido hace 13760 millones de años, en el cual se creó el espacio y marcó el origen del tiempo. Es decir, no sería válido preguntarse qué había antes, ya que no existía el tiempo, ni tampoco qué hay más allá del universo, puesto que este ha ocupado siempre todo el espacio.

Cuando se explica el Big Bang como una gran explosión estamos incurriendo en un mal ejemplo, un error de seguro inducido por la expresión Big Bang, que se puede traducir como «gran explosión». Una explosión ocurre en un espacio preexistente, lo que no es el caso aquí. La imagen más usada para ilustrar la expansión del universo (bastante gráfica, claro, para los conocedores del arte culinario) es la masa de un pastel al que se le agregan pasas. Mientras la masa está cruda, las pasas se encuentran bastante juntas; al cocinarse, el pastel se expande, se hace más grande y las pasas quedan más separadas unas de otras. Si las pasas fueran galaxias, desde cualquiera de ellas veríamos que todas las otras se alejan, sin que existiera un centro donde se originase la expansión.

Como se puede apreciar, el origen del tiempo y la creación del espacio son conceptos muy difíciles de asimilar, ya que no son intuitivos, escapan de nuestra experiencia cotidiana.

El modelo teórico más aceptado sobre cómo habría sido el comienzo del universo plantea que después del Big Bang, en una pequeña fracción de segundo, aparecieron las cuatro fuerzas fundamentales: la fuerza nuclear fuerte, que mantiene los núcleos atómicos unidos; la fuerza nuclear débil, responsable de la radioactividad; la fuerza electromagnética, que tiene que ver con la electricidad y el magnetismo, y la fuerza de gravedad, que hace que la materia atraiga a la materia. Estas cuatro fuerzas fundamentales dan forma al universo y fijan el curso de su historia.

En esos momentos iniciales el universo era denso y caliente, con temperaturas que sobrepasaban los diez millones de grados; estaba compuesto solo por partículas fundamentales con nombres extraños, como quarks y gluones, entre otros. Un minuto después del Big Bang, y a partir de los quarks, se formaron los primeros núcleos atómicos de hidrógeno (protones, que tienen carga eléctrica positiva), los cuales, mediante reacciones nucleares (fusión nuclear), se transformaron en núcleos de helio compuestos de dos protones y dos neutrones (partícula sin carga eléctrica).

El universo continuó expandiéndose y enfriándose. Cuando la temperatura fue menor a diez millones de grados, se detuvieron las reacciones nucleares, quedando el universo primitivo compuesto por una mezcla de un 75 por ciento de núcleos de átomos de hidrógeno, 25 por ciento de núcleos de átomos de helio y trazas de núcleos de átomos de litio y berilio. No obstante, y como decía, hasta hoy tenemos muy pocas certezas respecto a estos primeros tiempos del universo, pese a que son cruciales para entender lo que ocurrió después.

Sigo reflexionando, mientras el mar se pone cada vez más oscuro y una que otra nube pintada de colores guarda, aunque de forma breve, la memoria de la luz del Sol. De pronto me viene a la mente una pregunta que muchas personas me han formulado: ¿dónde sucedió el Big Bang? Lo más común es pensar que tuvo lugar muy lejos, en el centro del universo. Pero para sorpresa de muchos, el Big Bang ocurrió aquí y allá, en todas partes, puesto que el universo era infinitamente pequeño y se ha expandido desde entonces. Cuando, como estudiante de astronomía, entendí eso, me emocionó saber que no solo somos fruto de lo que entonces ocurrió, sino que también formamos parte de ese colosal evento, que llevamos en nosotros la huella del aún misterioso origen del universo.

En ese comienzo primitivo, el universo estaba lleno de partículas que interactuaban entre sí: los protones y núcleos de helio, ambos con carga eléctrica positiva, con electrones con carga eléctrica negativa y una gran variedad de partículas de distinto tipo. No había entonces ninguna posibilidad de que un rayo de luz revelara lo que allí ocurría. Si pudiéramos observar esa época, sería como mirar un cielo nublado por completo, en que la luz solar se difunde, pero imposibilitados de ver el Sol. Sería algo así como mirar a través de un vidrio esmerilado.

Cuando la temperatura del universo disminuyó hasta alcanzar los tres mil grados, unos quinientos mil años después del Big Bang, entró en escena la fuerza electromagnética. En ese momento los núcleos atómicos —carga positiva— atraparon a los electrones —carga negativa— y nacieron así los primeros átomos, piezas fundamentales de la materia. Los fotones de luz pudieron entonces desplazarse sin problema y el universo se hizo transparente.

Pero la mezcla de hidrógeno y helio que llenaba el universo recién formado no era uniforme, había concentraciones más densas que, por tener más masa, podían atraer, gracias a la fuerza de gravedad, al material más tenue que las rodeaba, volviéndose así un grumo cada vez más denso. De este modo, la fuerza de gravedad terminó de configurar nuestro universo.

Se estima que en estas concentraciones de materia iniciales se crearon los primeros cúmulos de galaxias, compuestos por miles de millones de ellas. En efecto, se los denomina supercúmulos de galaxias y en ellos es donde se formaron las primeras estrellas, que son las que produjeron todos los elementos químicos que conocemos.

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