Existen inesperadas conexiones entre los cuerpos celestes y los patrones que rigen la Vida en el Planeta Tierra, No pocas de las secuencias que podemos observar, son la consecuencia directa de dichas conexiones, a las que, la mayoría de las veces, no le prestamos la menor atención.

Merece la pena examinar esos vínculos que, situados a niveles diferentes, pueden comenzar en puntos temporales subyacentes en el entorno terrestre y terminar con las respuestas  que los seres vivos, donde sólo los Humanos), aprendieron a dar al reino astronómico el valor y la conexión que en todo ello tenían.

La lus y el calor del Sol posibilita la vida en la Tierra y la fotosíntesis de las plantas… Y muchas más cosas

Estas respuestas (aunque a veces nos parezcan ancestrales), aún se manifiestan en nuestra organización social, y también subyacen a muchas de nuestras respuestas metafísicas y emocionales del Universo.

Hemos estado tentados a ver las estrellas como dioses, como demonios, como la mejor guía para la navez viajeras, como la profecía de la mala suerte, o, lo que es peor, como gobernantes de cada una de nuestras acciones.

Descubrimos también que hemos sido tremendamente afortunados por el simple hecho de que, la forma de vida que representamos, vino a caer, por razones del Azar, dentro de un entorno celeste que influye significativamente en el alcance y dirección de cualquier investigación científica del Universo que, en nuestra pacífica Región, se hace totalmente posible al estar alejados de lugares turbulentos y emisiones de inmensas energías que impedidirían cualquier clase de observación y estudio fiable.

Si en nuestro entorno explotaran Supernovas y estuvieran presentes Agujeros Negros masivos… ¡Las cosas serían muy diferentes para nosotros, o, incluso, no serían!

Nuestros primeros pasos preconscientes, es decir, los de nuestros ancestros primitivos a lo largo del Sendero Evolutivo, se produjeron en un mundo de alternancia diaria de la noche y el día, una crecida y bajada mensual de las mareas y una variación anuela en las horas diurnas y en el clima. Todos estos cambios de escenarios dejaron su impronta sobre nosotros, los actores en el serial de la Vida.

Algunos seres vivos pudieron sobrevivir mejor porque variaciones fortuitas les dieron ritmos corporales que reflejaban con precisión el pulso de cambios ventajosos en el entorno que pudieron ser aprovechados por ellos, tanto en las plantas como en los animales de todo tipo. Unos pudieron adaptarse y otros no.

Esos otros, sintieron directa y vivamente en su propios metabolismos aquellos cambios que los ritmos celestes imponían y a los que ellos, no se pudieron adaptar, y, de esa manera, sus especies perecieron y dejaron de existir.

El mundo está lleno de Plantas y Animales que han crecido sensibles al ciclo de la noche y el día, el cielo estacional del calor del Sol y la variación mensual de las mareas. Las mareas oceánicas provocadas por las fases de la Luna influyeron en la evolución de los crustáceos y los anfibios.

La formación de regiones con grandes diferencias entre mareas vivas y muertas, con alternancia de períodos de inmersión y períodos secos, puede haber aninado la disfunción de la vida del mar a la tierra. Las condiciones cambiantes estimulan la evolución de un tipo de complejidadque lleva a la vida porque crea condiciones en las que la variación supone una diferencia en las perspectivas de supervivencia (adaptarse o morir).

Existen huellas claras de un período anual en los ciclos vitales de las plantas y de los demás seres vivos de que, han favorecido su adaptación evolutiva y han hecho posible la supervivencia  y crecimientos de las especies y sus “relojes” innatos que hace coincidir, en no pocos casos, el nacimiento de sus crías con momentos en los que la posibilidad de supervivencia es mayor, especialmente, en las regiones templadas, donde las estaciones cambian de manera más abruptas.

En la manera que hemos podido llegar a descubrir, de cómo desovan algunos y como tienen en cuenta el momento de la Luna nueva o Luna llena , y los peces desoven después de enterrar la mitad de sus cuerpos en la arena. De esta manera les da tiempo a que las mareas no puedan arrastrarlos para evitar su puesta.

Los animales sienten el cambio de las Estaciones por una respuesta a la duración de la Luz diurna. Hay ejemplos notables de la precisión de esta sensibilidad, que optimiza la fertilidad de las hembras para que coincida con el equinoccio de primavera.

Parece que la actividad de apareo se desencadena cuando la duración de la Luz diurna alcanza un valor crítico. Los experimentos muestran que pueden haber dos fases:

– Amor a la Luz

– Amor en la Oscuridad

En la primera fase, cuando la luz cae en el cuerpo estimula el crecimiento y la actividad; en la segunda fase, estas cosas se inhiben. En días largos, más luz estimula las respuestas bioquímicas más fuertes.

Pero la situación no es siempre tan sencilla. Las criaturas pueden poner a cero sus relojes internos exponiéndolos a entornos artificiales.

El día y el Año son las más simples de nuestras de nuestras divisiones temporales. La longitud del día está determinada por el Tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta alrededor de su eje. El día sería mucho más largo si la Tierra rotara más lentamente, y las variaciones diurnas no existirían en absoluto si la Tierra no tuviera rotación. En este caso, los seres vivos estarían, divididos entre trtes poblaciones diferentes:

– Los que vivirían en el lado oscuro

– Los que vivirían en el lado luminoso

– Los que vivirían en la Zona Corpuscular intermedia

Está claro que hay un límite en lo que se refiere a que el día sea más corto o más largo, todo dependerá de los factores que en ello puedan intervenir. El día no podría ser mucho más corto porque hay un límite en la rápido que puede girar un cuerpo antes de que empiece a despedir a todos los objetos que estén sibre su superficie y, más tarde, a desintegrarse. De hecho, la longitud del día está alargándose muy lentamente, aproximadamente dos milésimas de segundo cada siglo, debido a la atracción de la Luna.

Seguramente, algunos de ustedes, al leer “…dos milésimas de segunda cada siglo…”, hayan podido pensar: Qué tontería, y, qué puedo eso influir en nada.

Lo cierto es que, durante los enormes períodos necesarios para un cambio Geológico o Biológico destacable, ese infinitesimal aumento adquiere una importancia vital.

El día habría sido 11 horas más corto hace ahora 2.000 millones de años, cuando vivían las antiguas bacterias fósiles conocidas y halladas en las rocas más antiguas de la Tierra en Warradona (Australia). Se han hallado pruebas directas de este cambio impresos en los seres vivos en algunas arrecifes de las Bahamas.

En el coral se depositan bandas de crecimiento anual (similares a los anillos de los árboles), y contando cuantas bandas diarias hay en cada banda anual se puede determinar cuantos ciclos diarios había en un año. El crecimiento coral contemporáneo muestra unas trescientas sesenta y cinco bandas por cada año, aproximadamente lo que se esperaba, mientras que los corales de hace 350 millones de años, muestran unos cuatrocientos anillos diarios en cada banda anual, lo que nos indica que el día era entonces de sólo 21,9 horas.

Si hacemos un viaje al pasado, para tratar de contemplar la evolución terrestre desde su formación, podríamos contemplar cómo, la Tierra jóven podría haber tenido días de tan sólo 6 horas. Así pués, si la Luna no existiera nuestro día sería (probablemente) dee sólo un cuarto de su longitud actual. Esto también hubiera tenido consecuencias para el campo magnético de la Tierra. Con un día de sólo 6 horas, la rotación más rápida de partículas cargadas dentro del planeta produciría un campo terrestre tres veces más intenso que el actual.

La sensibilidad magnética sería una adaptación más económica  para los seres vivos de un mundo semejante.Sin embargo, los efectos ambientales de más largo alcance de un día más corto serían seguidos de vientos más fuertes, mucho más fuertes que azotarían que azotarían la superficie en rotación del planeta.

El grado de erosión por el viento y las olas sería muy grande. Habría presión selectiva hacia árboles más pequeños y para que las plantas desarrollaran hojas más pequeñas y más fuertes que fueran menos susceptibles de ser arrancadas. Esto podría alterar el curso de la evolución  de la atmósfera terrestres al retrasar la conversión de su primitiva atmósfera de dióxido de Carbono en Oxígeno por acción de la Fotosíntesis.

El año está determinado por el Tiempo que tarda la Tierra en completar una órbita alrededor del Sol. Este período de Tiempo no es en modo alguno aleatorio. Las temperaturas y emisiones de energía de las estrellas estables están fijadas por las intensidades invariantes de las fuerzas de la naturaleza.

En un planeta sólo puede haber una actividad Biológica si su temperatura superficial no es extrema. Demasiado calor y las moléculas se fríen; demasiado frío, y se congelan; pero en medio, hay un rango de temperaturas en el que pueden multiplicarse y crecer en complejidad los seres vivos.

Existe un estrecho rango dentro del cual el agua puede mantenerse líquida y ese estado es el óptimo para la evolución expontanea de la vida. El agua ofrece un ambiente maravilloso para la evolución de la Química compleja porque aumenta tanto la movilidad como la acumulación de grandes concentraciones de moléculas que se pueden transformar en estructuras complejas.

Estas limitaciones a las temperaturas garantizan a los seres vivos que su biología les exige estar situados en planetas que no estén demasiado cerca de su estrella madre, ni tampoco, demasiado lejos de su luz y su calor. Es lo que llamamos estar situados en la Zona habitable de una estrella para que, en los planetas allí situados, la vida pueda florecer.

Otra cuestión importe es que, esos planetas, tengan órbitas casi circulares, si queremos que dichos planetas permanezcan en esa Zona habitable, ya que, si la órbita es elíptica se saldría de ella y, la vida, tendría muchos problemas para poder mantenerse estable.

Esta animación muestra algunas órbitas elípticas con diferentes excentricidades. Así mismo, muestra cómo está el Sol durante el foco de una elipse, y algo de la matemática que hay tras las órbitas elípticas. Animación de Randy Russell (miembro del equipo de Ventanas al Universo).

Las órbitas elípticas llevarían al planeta a puntos con diferentes distancias y temperaturas con lo cual, la vida tendría muchos problemas para poder resistir cambios tan drásticos que, por lo general, serían mortales para los seres vivos de aquel planeta.

La Tierra en su deambular alrededor del Sol, describe una órbita elíptica pero, poco pronunciada. Su máxima distancia del Sol es de 1,017 veces la distancia media, y su mínima distancia es sólo de 0,983 veces la distancia media que sería la de 1 UA.

Como veréis, la ligera variación hace de la órbita “casi” un círculo perfecto y la variación anuela es aproximadamente de un 7% en el flujo de energía que la superficie de la Tierra recibe del Sol. La cercanía de la órbita de la Tierra a un círculo, tiene una importancia evidente.

La regularidad de la Tierra que viene dada por la intensidad de energía que nos envía el Sol, desde 150 millones de kilómetros, y, la intensidad está amortiguada por la rica y densa atmósfera terrestre, y, los seres vivos, tienen un escudo contra las radiaciones nosivas

En la segunda parte seguiremos hablando de la importancia que tiene la Luna para nosotros y explicaremos el por qué de las Estaciones en nuestro planeta.

La Fuente: “El Universo como Obra de Arte” JOHN D. BARROW.

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Con esta imagen y las palabras que lleva debajo cerramos la primera parte de este trabajo recopilado del Libro “El Universo como una Obra de Arte” de JOHN D. BARROW.

La regularidad de la Tierra que viene dada por la intensidad de energía que nos envía el Sol, desde 150 millones de kilómetros, y, la intensidad está amortiguada por la rica y densa atmósfera terrestre, y, los seres vivos, tienen un escudo contra las radiaciones nosivas.

El día en Marte dura 687 días terrestres, su período de rotación es de 24 horas

Al contrario que ocurre con la Tierra, muy distinto es el caso de Marte que, aunque situado a mayor distancia, no tiene atmósfera que le preserve  de esos rayos solares tan nosivos para la vida.

Así que la vida en marte (si es que finalmente está `resente en aquel planeta alguna forma de ella), tendría que haber emigrado al subsuelo, lejos de la superficie, a salvo de la radiación y, en las profundidades, con temperaturas más altas, probablemente, el agua correría líquida por los regusos caminos oradados por la antigua actividad volcánica que, en aquel planeta fue rica y dejó la huella de profundos túneles, grutas y cuevas que, en la actualidad, podrían ser idóneos para albergar algunas formas de vida como líquenesw y hongos, sin olvidar las bacterias.

Pero sigamos con los mecanismos más familiares que afectan a nuestro planeta y a todos sus moradores, entre los que, nuestra especie también cuenta. Las influencias lunares a nuestro alrededor son notables y han dejado su huella en nuestros cuerpos por las presiones del Tiempo.

La doceava parte del año que llamamos mes, un período próximo a 27,32 días, es el tiempo que la Luna tarda en dar una vuelta alrededor de la Tierra, con respecto a las lejanas estrellas fijas.

Durante este período que llamamos el período Sidereo de la Luna, la Tierra también se habrá movido en su órbita alrededor del Sol, y la Luna tendrá que moverse una distancia adicional (unos 27 grados) para completar el ciclo de fases con respecto al Sol. De hecho, teniendo esto en cuenta, el ciclo mensual entero de las fases lunares es de 29,53 días.

La presencia de la Luna como todos sabemos, ejerce una atracción gravitatoria sobre el planeta Tierra y viceversa. Esa atracción, lógicamente, es más fuerte en el lado de la Tierra que está más próxima a la Luna.

Esa atracción crea una variación de marea en las alturas de los océanos, que varía mensualmente con el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra. Existen indicios sorprendentes de que esta variación ha dejado su huella de diversas maneras en las pautas de conducta de los seres vivos que pueblan el planeta.

En el caso de criaturas que viven en aguas someras, o son anfibias, la variación de las mareas les proporciona una escena diversificada importante que les obliga a tener que adaptarse para poder beneficiarse de esos cambios.

La producción de ovocitos en la mujer es cíclica. Implica tanto la interacción de hormonas como cambios en las células foliculares y en las paredes del útero. A este ciclo se lo conoce como ciclo menstrual o ciclo sexual femenino

Todos sabemos que las mujeres muestran un ciclo de producción de estrógenos de 28 días, que está próximo al período mensual lunar. Le llamamos “ciclo menstrual” -derivado de menses, o mes-

Muchos otros mamíferos tienen ciclos menstruales con variaciones asociadas a la temperatura corparal, y se ha encontrado que el tiempo de ovulación, en los primates, varía entre 25 y 35 días.

No se han encontrado explicaciones simples para estas correlaciones entre las fases de la Luna y los ciclos menstruales. ¿Por qué la fertilidad Humana debería reflejar el ciclo de las fases cambiantes de la Luna?Se ha sugerido que podía ser un vestigio de una etapa anterior de nuestra evolución, cuando nuestros ancestros vivían en el mar, y estaban sometidos de alguna manera, al ciclo de las mareas.

Otra propuesta es que estos ciclos son ligeras adaptaciones  del período en que los Humanos eran cazadores recolectores primitivos. En tales circunstancias, la luz del día era un bien escaso y la Luna llena debía explotarse al máximo.

El período oscuro, cuando la Luna había desaparecido podría dedicarse de forma natural a la actividad del apareamiento, y entonces habría adaptación a un ciclo corporal con una periodicidad química que reflejaría la variación lunar.

Pero sigue siendo un misterio como una variación suficientemente robusta se podría preservar de forma universal hasta el presente, y, en tantas especies.

De todo lo anterior, no tenemos más opción que pensar dos cosas:

Escenas como la que arriba podemos contemplar serán imposibles de ver cuando, el Sol, comience a convertirse en Gigante roja. En ese tiempo, las temperaturas subirán y las aguas se evaporarán, la Tierra se convertirá en un planeta muerto.

Sabemos que nada es Eterno, que todo cambia con el paso del Tiempo, y, la Tierra, no podía ser ninguna excepción, así que, de esas dos opciones que nos habla el Autor del trabajo, podrían ser:

UNA: Que nuestro mundo, como cualquier otro objeto del Universo, ha tenido un principio que, con el paso del tiempo cambió, y, lo que fue primero se transformó en algo diferente en el presente, y, como el tiempo inexorable no deja de transcurrir llevando con él a esa temible “compañera” que llamamos Entropía, el resultado previsible será que, los cambios serán imparables y nada permanecerá estático tal y como hoy lo conocemos que es como se conocío hace cientos o miles o millones de años.

Todos los seres vivos que viven actualmente en el planeta Tierra, se verán abocados a mutar para que, en el mejor de los casos, sus especies perduren a los cambios que se avecinan. Los que no se adapten, como antes pasó en la historia de nuestro planeta, sucumbiran y esas especies desaparecerán para siempre.

Un equipo científico ha encontrado en las rocas del oeste de Australia microbios fosilizados que vivían hace 3.400 millones de años en un mundo sin oxígeno …

Todas las especies que han vivido en este planeta desede hace unos 3.800 millones de años, unas más y otras menos, trataron de adaptarse a esos cambios irreversibles que la Naturaleza impone. Sabemos de las importantes extenciones que por uno u otro motivo ha padecido la fauna del planeta, y, actualmente el 99% de todas las especies que poblaron la Tierra, han dejado de existir.

De hecho, hoy día, sólo el 1% de las especie que vivieron en el planeta están vivas y compartiendo el planeta con nosotros, algunas son muy antiguas, otras han surgido recientemente, y, por ejemplo nosotros, que hemos podido sobresalir por nuestras características de los demás seres vivos de la Tierra, se podría decir que somos unos recien llegados, y, sin embargo, nos cremos “los amos”.

No hemos llegado a saber si los Dinosaurios perecieron por el meteorito o por la llegada del oxígeno

Aunque no sea parte del texto que transcribo (bueno algunos otros pasajes tampoc0), tenemos que recordar aquí que los Dinosaurios reinaron en nuestro planeta durante 150 millones de años, según parece, aquel meteorito caído en el Yucatán (México), acabó con ellos, y, gracias a ese suceso, 65 millones de años más tarde, llegamos nosotros aquí. Es decir, se abrió el callejón sin salida en el que estaban metidos los mamíferos que, con estas bestias campando por el planeta, poco porvenir podían tener. Ahí cabe perfectamente aquella frase: “No hay mal que por bien no venga”.

De todas las maneras y con respecto a la vida, hasta donde podemos saber, ésta se abre paso en los lugares más insospechados y, los materiales que son necesarios para que pueda surgir en planetas como la Tierra, es fusionado en el corazón de los hornos nucleares de las estrellas, donde materiales sencillos hacen su transición de fase a otros más complejos, y, cuando la estrella “muere”, se esparcen en inmensas Nebulosas de las que surgen nuevas estrellas, nuevos mundos y, seguramente, nuevas formas de vida.

Desde siempre hemos querido saber y preguntamos por el por qué de las cosas. Así que, procuremos seguir conquistando ese saber que tanto necesitamos hoy, y, posiblemente, mañana necesitemos más, ya que, se avecinan acontecimientos que, de no conocer sus posibles efectos, ningún remedio podremos preparar para paliar los destrozos.

Es bastante instructivo el saber de hechos del pasado que nos abren “los ojos de la mente” a nuestro escaso entendimiento para que nos hagan saber el por qué, de algunos sucesos que han quedado registrados en la Historia del Planeta y de la Humanidad.

Resulta que, el 28 de mayo del año 585 a. C., cuando la guerra en Lidios y Medas era más cruenta y duraba ya cinco años, de pronto, el día se convirtió en noche, asombrados, todos los contendientes dejaron de luchar y, se tomaron aquello como una señal “divina”, los dioses no querían que la lucha continuara. Así que, los reyes y nobles, casaron a sus hijos e hijas con los de los hasta entonces enemigos y, la paz, perduró durante mucho, mucho tiempo.

Claro que, lo que no supieron nunca Lidios y Medos es que, el evento había sido un simple eclipse solar producido por la Luna al tapar por completo el astro rey. Y, aquel acontecimiento astronómico, en este caso, sirvió para algo bueno.

Ahora sabemos que la inclinación del eje terrestre hace posible las Estaciones del planeta y que, dichas cambios, son tan beneficiosos para todo y para todos. También conocemos de los fenómenos naturales como los volcanes y movimientos de las placas tectónicas, Tsunamis y otros acontecimientos naturales que no achacamos a ninguna divinidad y para los que tenenos explicaciones cinetíficas.

El repaso ha sido bueno de una parte de la obra y, aquí lo dejo transcrito con algún que otro matiz propio como licencia que, de ninguna manera, perjudica a la idea original que el autor nos cuenta.

La Fuente: “El Universo como Obra de Arte” JOHN D. BARROW.

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En apenas tres minutos, nació la materia tal como la conocemos y el Universo alcanzó una extensión de miles de millones de años luz.

Reportaje de prensa en ABC Ciencia

Ocho cosas insólitas que quizás no sepas sobre el Big Bang

El Big Bang no fue ni grande ni hizo «bang». Mariano Abril resuelve muchas curiosidades científicas como estas en su libro «225 preguntas sobre la naturaleza del Universo»

Cómo de grande es el Universo y por qué podría estar hecho de píxeles

La composición del Universo está cambiando en este mismo momento

Estamos en un Universo dinámico en el que nada está quieto y todo cambia continuamente

Le proponemos que, durante un instante, se olvide de sus problemas y de la precampaña electoral. Que recuerde que, según ha establecido la teoría de la relatividad general de Einstein, el Universo (o el espacio-tiempo, si lo prefiere) comenzó en la singularidad del Big Bang o Gran Explosión. Que, a efectos prácticos y en contra de lo que pueda parecer, este Big Bang no ha finalizado todavía, puesto que el Universo sigue expandiéndose. En definitiva, que toda la materia y la energía que le rodea, incluyéndole a usted mismo, con sus problemas y sus placeres, comenzó en una singularidad en la que el Universo era infinitésimamente pequeño e infinitamente denso y que, un instante después, el espacio-tiempo se expandió a una velocidad superior a la de la luz. ¿Cómo ocurrió esto, realmente? ¿Cómo podemos saberlo?

Puede encontrar unas cuantas respuestas a esta y a otras muchas preguntas en « 225 preguntas sobre la naturaleza del Universo» (editorial Marcombo), de Mariano Abril Domingo. Encontrará un grueso volumen repleto de explicaciones sencillas y amenas para las preguntas esenciales sobre la realidad natural que nos rodea: ¿Qué es un isótopo? ¿Qué es el espín? ¿Cómo son los quarks? ¿Por qué se mueven los planetas? ¿ Qué es un agujero negro? ¿Qué es la curvatura espacio-temporal, la flecha del tiempo o los branas de la teoría de cuerdas?

Probablemente una de las preguntas más importantes de todas ellas es: ¿De dónde venimos? ¿Cuál es el origen de todo? Lo cierto es que no hay una única forma de tratar de contestar a esta pregunta pero, en esta ocasión, Mariano Abril se centra en la respuesta dada por la ciencia: el Big Bang. Para comprenderlo mejor le proponemos contarle un puñado de hechos insólitos sobre este crucial momento de la vida del Universo y, por tanto, de la nuestra, que quizás no conozca.

Antes de hacerlo, conviene recordar que los cosmólogos tienen varios modelos para explicar el Universo, como el del Universo estacionario (según el cual no hay un principio ni un fin ni el Universo ni este cambia con el tiempo), o la teoría de los muchos mundos (multiversos), según la cual todos los universos cuánticos existen a la vez. Otros hablan del Universo oscilante, en el que todo sufririría una serie infinita de oscilaciones, iniciadas con un Big Bang y finalizadas con un Big Crunch. En este caso, explicaremos la teoría estándar, que describe un Universo en expansión a partir de un Big Bang.

En realidad el Big Bang no fue grande

El primer hecho sorprendente es que el término Big Bang está francamente mal escogido. Fue «inventado» en 1949 por el astrónomo inglés Fred Hoyle de forma totalmente involuntaria: al referirse al Big Bang, por primera vez, su intención era ridiculizarlo como teoría científica.

De hecho, con el tiempo se ha intentado cambiarle el nombre. ¿Por qué? Mariano Abril recoge un extracto escrito por Michio Kaku, en «Universos paralelos»: «Para empezar, el Big Bang no era grande (ya que se originó por una pequeña singularidad de algún tipo mucho más pequeña que un átomo) y, en segundo lugar, no hubo “bang”, (puesto que en el espacio exterior no hay aire)», escribió este autor.

Un sacerdote fue clave

Lemaitre con Einstein en una de sus reuniones

Quizás tampoco sepa que esta teoría se la debemos, en gran medida, a un sacerdote: el astrónomo belga Georges Lemaître. En 1927, Lemaître publicó un artículo en el que concluía que los desplazamientos al rojo observados en la luz de las nebulosas extragalácticas, un fenómeno que ocurre cuando la fuente de luz se aleja de nosotros, se debía a la expansión del espacio. En 1931, firmó un breve artículo en el que sugirió que el principio del Universo se podría concebir como un átomo único (también conocido como átomo primigenio), cuyo peso atómico fuera la masa total del Universo, que se escindiría en estrellas atómicas.

Aparte de estas ideas, fueron fundamentales las observaciones de astrónomos, como Vesto M. Slipher, y los cálculos de físicos, como Alexander Friedman, que llevaron a considerar la existencia de otras galaxias aparte de nuestra Vía Láctea. Ya en 1929 Edwin Hubble publicó una serie de observaciones demoledoras que demostraron la expansión del Universo.

     George Gamow – Wikipedia            Ralph Alpher

En 1948, los cosmólogos George Gamow y Ralph Alpher escribieron un relevante artículo donde discutieron la nucleosíntesis (la generación de elementos químicos en el Universo) a partir de la explosión de este átomo primigenio.

No hay un antes del Big Bang

Gracias a décadas de trabajo, los científicos han concluido que la explosión inicial ocurrió hace unos 13.800 millones de años. En ese momento comenzó la expansión del Universo y la materia y la energía se fueron transformando de modo que aparecieron las estrellas, las galaxias y todo lo que vemos.

Pero, ¿qué había antes? La respuesta es que esta pregunta no tiene mucho sentido. Tal como explica Mariano Abril, el propio tiempo y el espacio fueron creados en el momento del Big Bang. No hay un tiempo anterior a este evento, puesto que, sencillamente, no existía, ni un espacio limpio en el que ocurriera todo: el espacio también apareció con el Big Bang. De hecho, en otro artículo explicamos que el espacio, en sí mismo, es una cosa que existe por sí sola, una cosa física que se deforma, se ondula y se expande y que tiene propiedades.

Las teorías no pueden explicar cómo comenzó

La Teoría de la Relatividad General de Einstein es la que más se acerca a lo que pudo pasar

Hemos dicho que el Big Bang ocurrió hace 13.800 millones de años, y que fue en ese momento cuando el cronómetro del tiempo comenzó a correr. «En ese estado inicial, la densidad de materia y energía por unidad de volumen y el tejido del propio espacio y tiempo (la curvatura espacio-temporal) se hacen infinitos de modo que las ecuaciones de la física que hoy conocemos no se pueden aplicar», escribe Mariano Abril.

¿Qué quiere decir esto? Que al igual que ocurre en el interior de los agujeros negros, el Big Bang encierra un descomunal signo de interrogación: una singularidad.

«Esta se define como un punto del espacio-tiempo de curvatura infinita, donde la gravedad (o la densidad o la geometría, magnitudes físicas relacionadas con los campos gravitatorios), es infinita», escribe el autor de «225 preguntas sobre la naturaleza del Universo».

La singularidad es, en definitiva, un punto de ruptura de las leyes físicas, tal como las conocemos. Dentro de ellas hay magnitudes infinitas, que no tienen término ni fin, y también infinitésimas, que tienen aquel valor numérico que puede ser menor que cualquier otro que se considere. En efecto, «la teoría del Big Bang postula que el Universo comenzó teniendo un tamaño cero, una densidad infinita, una temperatura infinita y una curvatura espacio-temporal infinita», resume Abril.

El Big Bang estaba realmente caliente

Partiendo de ese punto de tamaño nulo y densidad infinita que era la singularidad del Big Bang, los científicos consideran que, instantes después, este alcanzó una temperatura de 1o^32 grados kelvin (a efectos prácticos podemos considerar este número como equivalente a 10^32 grados centígrados), es decir, siete cuatrillones de veces superior a la temperatura del interior del Sol (que es de unos escalofriantes 14 millones de grados kelvin, en comparación con los 6.000 que hay en su superficie).

Conviene tener en cuenta un importante hecho: a medida que el Universo se expande, se enfría. Y, gracias a que disminuye la temperatura, las partículas subatómicas tuvieron la oportunidad de agruparse formando la materia tal y como hoy la conocemos.

Todo ocurrió en tres minutos

El Nobel Steven Weinberg explica en este libro lo que él cree que pasó en esos tres primeros minutos

Solemos pensar que el Big Bang fue una enorme explosión, como la que podemos ver en una explosión de fuegos artificiales, pero mucho más grande. Pero ya hemos dicho que no fue así: El Big Bang fue el propio creador del espacio en el que se expandió la energía: una especie de burbuja que se contenía a sí misma y que estalló en todas partes al mismo tiempo.

Pero no solo eso. Curiosamente, el Big Bang fue lo más efímero que se pueda concebir, pero duró épocas enteras.

En un principio, atravesó la época de Planck: «No sabemos mucho de esta época, tan solo que las cuatro fuerzas de la naturaleza eran una sola cosa», explica Mariano Abril, para referirse a las cuatro interacciones fundamentales: la gravitacional, la electromagnética, la nuclear fuerte y la nuclear débil. Este período duró 10^-43 segundos.

Después, y hasta los 10^-36 segundos, tuvo lugar la gran unificación. Al final la temperatura era de 10^23 grados kelvin (mil millones de veces menos que al comienzo) y la fuerza de la gravedad se separó de las demás. Las otras tres interacciones, sin embargo, seguían «muy unificadas».

A partir de este momento, todo cambió: llegó la inflación. «Esta fase se caracteriza por una enorme expansión del espacio, tal vez por un factor de 10^30 o más», dice Abril. Y todo ocurrió entre los 10^-36 y los 1o^-32 segundos tras el Big Bang. Por tanto, la expansión del espacio-tiempo fue mucho más rápida que la velocidad de la luz. Por desgracia, la teoría no explica cómo o por qué ocurrió esta gran expansión.

Después de la inflación llegó la época de los quarks. Las fuerzas electromagnética y débil se separaron y quedaron tal como son hoy en día. Este momento se caracteriza por la presencia de mesones, formados por un quark y un antiquark, y de bariones, (como el neutrón y el protón) formados por tres quarks.

Después de los mesones y bariones llegaron los hadrones. Desde una millonésima de segundo tras del Big Bang, toda una eternidad en estas escalas, hasta un segundo después de la gran explosión, los hadrones y los antihadrones se aniquilaron. Pero quedó un residuo de hadrones, en forma de núcleos de hidrógeno (es decir, protones).

Desde el primer segundo a los tres minutos siguientes tras el Big Bang, los leptones y los antileptones se aniquilaron, pero quedó un residuo de leptones, entre los que están los importantes electrones.

Finalmente, en estos tres primeros minutos se formaron los núcleos de hidrógeno y los electrones necesarios para la «fabricación» o nucleosíntesis de todos los elementos químicos.

Miles de millones de años luz en un instante

El Universo as medida que se expandía pasó por distintas épocas que lo hicieron como hoy lo podemos contemplar

Una vez que el Universo se enfrió lo suficiente como para la aparición de la materia, siguieron ocurriendo importantes cambios, cuyas consecuencias siguen hoy afectándonos. Tan solo unos instantes después del Big Bang, el Universo alcanzó un diámetro de miles de millones de años luz.

En este espacio recién nacido, comenzó una época de la radiación, que duró hasta los 200.000 años después del Big Bang. En este momento, la mayor parte de la energía del Universo estaba en forma de radiación.

Después, comenzó la era dorada de la materia, en la que vivimos actualmente, y en la que el Universo se enfrío notablemente, hasta una temperatura media de tres grados kelvin. En un principio, el Universo era opaco para los fotones, porque quedaban absorbidos por los electrones.

Pero, a partir de los 350.000 años de edad, el Universo se «diluyó» y enfrió lo suficiente como para que los fotones «volasen» libres (como hacen hoy en día), en lo que se podría considerar como la primera luz del Universo y en una época conocida como el periodo de la recombinación. Diez millones de años después, la gravedad permitió la formación de estructuras capaces de agrupar el hidrógeno y el helio, permitiendo la aparición de galaxias, estrellas, planetas y precampañas electorales.

¿Cómo sabemos qué el Big Bang ocurrió?

¿Qué diferencia a todo lo dicho de un cuento o una historia mitológica? Fundamentalmente, las evidencias empíricas. Entre todas ellas, dos apoyan la teoría del Big Bang con más firmeza. La primera es es la radiación de fondo de microondas (o CMB), un vestigio de lo ocurrido en el Universo cuando solo tenía 300.000 años. La otra es la expansión del Universo, una evidencia observada en todas direcciones y que sugiere que, en un origen, las galaxias y la materia a partir de la que se formaron estaban más próximas.

Esta radiación de fondo fue detectada a mediados de los sesenta por los radioastrónomos Arno A. Penzias y Robert W. Wilson, cuando intentaban captar las ondas de radio procedentes de la galaxia. Captaron una fuente que parecía provenir de todas partes y no cambiar en ningún momento y, en un principio, lo achacaron a que su antena estaba manchada con caca de paloma. ¿Qué podía si no estar causando esa distorsión de forma tan deslocalizada?

Pero resultó que sus lecturas coincidieron con lo predicho por otro científico, George Gamow. Así que dedujeron que estaban captando una radiación fósil creada cuando el Universo era realmente joven y que estaba llegando hasta nuestro planeta desde los confines del espacio. En concreto, resulta que la radiación de fondo cósmico fue originada por el corrimiento al rojo de los fotones de la época de la recombinación, cuando el Universo se hizo transparente y estos pudieron «volar» libremente. Se sabe que esta radiación es muy uniforme y que se ha expandido y enfriado unas 1.100 veces desde su origen.

Aparte de eso hay otro gran indicio, que nos pasa desapercibido, pero que muestra que el Universo se está expandiendo a una velocidad endiablada. Resulta que, cuanto más lejos están dos objetos, más rápido se alejan. En concreto, se mantiene un valor constante, conocido como constante de Hubble, allá donde miremos: la velocidad de expansión del Universo es de 73 km/s por megaparsec (Mpc). Por ejemplo, dos galaxias separadas en 10 Mpc se alejan a una velocidad de 730 kilómetros cada segundo.

Esta expansión no es fruto de un mito u ocurrencia. Se observa en los espectros de luz que leemos en la Tierra procedentes de las galaxias lejanas, gracias al corrimiento hacia el rojo de la longitud de onda de esta radiación. Si miramos ahí arriba, y resulta que todo se está alejando, es porque en el pasado todo estaba mucho más junto. A la luz de lo postulado gracias a nuestros conocimientos en mecánica cuántica, todo bien pudiera haber comenzado en un átomo primigenio.

A pesar de todo, es muy razonable que le resulte difícil de creer que ocurriera algo así como el Big Bang, por no hablar de los universos paralelos o el modelo del Big Crunch. Sea cual sea la respuesta, será sorprendente e increíble. En realidad, tanto como la existencia de miles de millones de galaxias o de átomos minúsculos en el interior de nuestras células.

Después de leer el contenido de todo lo anterior, habrá que preguntar alguna cuestión:

Deduzco que para que aparecieran seres inteligentes en el Universo… ¡Tuvieron que pasar más de 10.000 Millones de años, el tiempo necesario para que las estrellas “fabricaran los elementos de los que están hechos los seres vivos.

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Las fuerzas que podemos sentir en la vida cotidiana, es decir, la Gravedad y el electromagnetismo, aumentan con la cercanía: así, cuando más cerca está un clavo de un imán o una manzana del suelo, más se verán atraídos. Por el contrario, la interacción fuerte disminuye cuanto más cerca y juntas están las partículas en el interior de los átomos, aumentando cuando las partículas se alejan las unas de las otras.

El descubrimiento de esta extraña propiedad, llamada libertad asintótica, supuso toda una revolución teórica en los años 70 (se publicó en 1.973), pero ya plenamente respaldada por los experimentos en los aceleradores de partículas, aconsejó, a la Academia, conceder 30 años más tarde, el Premio Nobel de Física a sus autores.

Franck Wilczek, unos de los tres autores de la teoría que, cuando le comunicaron la concesión del Nobel comentó:

“Ha sido un gran alivio.  He estado pensando en ello durante mucho tiempo. No estaba claro que fuera un adelanto en aquel momento. La teoría que propusimos era descabellada en muchos aspectos y tuvimos que dar muchas explicaciones”, reconoció el investigador.”

 

Tanto Wilczek como Politzer eran aun aspirantes a doctores en 1.973, cuando publicaron su descubrimiento en Physical Review letters.  Junto a su informe, la misma revista incluyó el trabajo de David Gross, que unido al de los dos estudiantes dio lugar a la celebrada teoría de la Cromodinámica Cuántica (QCD).

    Los quarks vienen en seis diferentes ‘sabores’ y poseen una carga de color

Siguiendo una arraigada costumbre de la Física de partículas, los investigadores emplearon nombres comunes y desenfadados para señalar sus nuevos descubrimientos y llamaron “colores” a las intrincadas propiedades de los quarks.

Por ello, su teoría es conocida en la actualidad por el nombre de Cromodinámica (cromo significa “color” en griego), a pesar de que no tienen nada que ver con lo que entendemos y llamamos color en nuestra vida cotidiana, sino con el modo en que los componentes del núcleo atómico permanecen unidos.  En este sentido, resulta mucho más intuitiva, aunque no menos divertida, la denominación de las partículas que hacen posible la interacción fuerte, llamadas gluones (glue es “pegamento” en inglés).

Al igual que en la teoría electromagnética, las partículas pueden tener carga positiva o negativa, los componentes más diminutos del núcleo atómico pueden ser rojos, verdes o azules. Además, de manera análoga a como las cargas opuestas se atraen en el mundo de la electricidad y el magnetismo, también los quarks de distinto color se agrupan en tripletes para formar protones y neutrones del núcleo atómico.

Pero estas no son las únicas similitudes, ni siquiera las más profundas, que existen entre las distintas fuerzas que rigen el Universo. De hecho, los científicos esperan que, en última instancia, todas las interacciones conocidas sean en realidad la manifestación variada de una sola fuerza que rige y gobierna todo el cosmos.

       David Politzer, David J. Gross y Frank Wilczek

Según la Academia Sueca, el trabajo premiando a estos tres Físicos, “constituye un paso importante dentro del esfuerzo para alcanzar la descripción unificada de todas las fuerzas de la Naturaleza”.  Lo que llamamos teoría del todo.

Según Frank Wilczek, que ahora pertenece al Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), su descubrimiento “reivindica la idea de que es posible comprender a la Naturaleza racionalmente”.  El físico también recordó que “fue una labor arraigada en el trabajo experimental, más que en la intuición”.

Sabemos que los quarks -hasta el momento-, son las partículas más elementales del núcleo atómico donde forman protones y neutrones.  La interacción fuerte entre los quarks que forman el protón es tan intensa que los mantiene permanentemente confinados en su interior, en una región ínfima. Y, allí, la fuerza crece con la distancia, si los quarks tratan de separarse, la fuerza aumenta (confinamiento de los quarks), si los quarks están juntos los unos a los otros, la fuerza decrece (libertad asintótica de los quarks).  Nadie ha sido capaz de arrancar un quak libre fuera del protón.

Con aceleradores de partículas a muy altas energías, es posible investigar el comportamiento de los quarks a distancias muchos más pequeñas que el tamaño del protón.

Así, aquel trabajo acreedor al Nobel demostró que la fuerza nuclear fuerte actúa como un muelle de acero, si lo estiramos (los quarks se separan), la fuerza aumenta, si lo dejamos en reposo, en su estado natural, los anillos juntos (los quarks unidos), la fuerza es pequeña.

Así que la Cromodinámica Cuántica (QCD) describe rigurosamente la interacción fuerte entre los quarks y, en el desarrollo de esta teoría, como se ha dicho, jugaron un papel fundamental los tres ganadores del Nobel de Física de 2004.

Trabajos y estudios realizados en el acelerador LEP del CERN durante la década de los 90 hicieron posible medir con mucha precisión la intensidad de la interacción fuerte en las desintegraciones de las partículas z y t, es decir a energías de 91 y 1,8 Gev, los resultados obtenidos están en perfecto acuerdo con las predicciones de ACD, proporcionando una verificación muy significativa de libertad asintótica.

                       Mini Big Bang a 100 metros bajo tierra

Simular el nacimiento del Universo no resulta nada sencillo.  Primero hay que excavar un túnel subterráneo de 100 metros de profundidad, en cuyo interior se debe construir un anillo metálico de 27 kilómetros enfriado por imanes superconductores cuya función es mantener una temperatura bastante fresca, nada menos que 271 grados bajo cero.

A continuación, hay que añadir a la ecuación dos puñados de protones, lanzados al vacío de este tubo subterráneo en direcciones opuestas, y a una velocidad inimaginable que prácticamente debe rozar la velocidad de la luz en el vacío.  Es solo entonces cuando los múltiples colisiones de partículas que se produzcan en el interior del anillo producirán condiciones que existían inmediatamente después del Big Bang, ese descomunal estallido cósmico que dio el pistoletazo de salida para el surgimiento de nuestro mundo y de la vida inteligente a partir de esta materia inerte creada y evolucionada después en las estrellas.

Así, en el corazón de la cordillera del Jura, justo en la frontera entre Francia y Suiza, el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN), está intentando llegar más lejos de lo que nunca se logró llegar. Se trata de conseguir encontrar la fuente creadora de la masa, y, según una teoría que existe desde hace décadas, el secreto está en una partícula, un Bosón que lleva el nombre del físico teórico que predijo su existencia: ¡El Bosón de Higgs! que, si realmente existe, dará consistencia a uno de los parámetros aleatorios que conforman en el modelo estándar y, si por el contrario, no se llega a encontrar, nos dará la opción de buscar en otra dirección. Ya sabéis que los físicos del CERN han declarado en rueda de prensa que han encontrado una partícula que lleva todas las papeletas para ser el famoso Bosón. Finalmente la dieron por buena y hasta se mereció el Nobel… ¡Sin embargo quedan muchas explicaciones pendientes!

Científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) han descubierto que el bosón de Higgs -la partícula fundamental cuya existencia fue descubierta en 2012 se desintegra en dos partículas denominadas tau, pertenecientes a la familia de los fermiones. Estas últimas son las partículas que componen la parte visible de la materia.

El hallazgo fue realizado en el experimento ATLAS, uno de los cuatro principales incorporados al Gran Acelerador de Hadrones (LHC) -un anillo de unos 27 kilómetros de circunferencia construido a unos 80 metros bajo tierra en la frontera entre Suiza y Francia-, y acaba de ser presentado a la comunidad de físicos.

¿Será realmente el Bosón de Higgs el dador de masas que dicen? ¿Cómo serán los océanos de Higgs?

Este acelerador tan largamente esperado comenzó a funcionar hace unos años y han sido realizadas algunas pruebas de cuyos resultados, tenemos respuestas parciales y, el principal objetivo era encontrar el Bosón de Higgs, Las partículas que se inyectan en su interior colisionan -aproximadamente- seiscientos millones de veces por segundo, desencadenando la mayor cantidad de energía jamás observada en las condiciones de un laboratorio, y, aunque aún estará muy alejada de la energía necesaria para comprobar la existencia de las cuerdas vibrantes (10¹⁹ GeV), lo cierto es que, disponer de 14 TeV en el ámbito de los aceleradores de partículas, ha sido el sueño de los físicos durante décadas. Ahora con el comienzo de la nueva etapa, quieren hacer intentos para tratar de descubrir partículas simétricas (WIMPs) ¿componentes de la materia oscura?

(Anotamos que después de salir a la luz por primera vez este trabajo, hallaron el Bosón de Higgs y lo celebraron a lo grande).

Ahora descubrirán nuevas partículas antes desconocidas, se sondearan distancias infinitesimales en las entrañas de la materia, se recogerán datos asombrosos y también, tendremos algunas respuestas a preguntas planteadas que no pudimos contestar, y, no sería de extrañar que, en ese “universo” profundo de altas energías, también podamos “ver” la sombra de esa materia “perdida” y, seguramente, alguna inesperada aparición. El LHC producirá tantos datos que, si apilamos los CD generados con ellos y los pusiéramos unos encima de otros, la pila alcanzaría más de 20 kilómetros de altura. Muchísimos físicos repartidos por todo el mundo están ahora mismo, tratando de desvelar toda esa información y, los resultados, pueden ser alucinantes.

El trabajo que se lleva a cabo en el CERN constituye una contribución muy importante al conocimiento de la Humanidad para comprender el mundo que nos rodea. Algunos han criticado la inversión que supone llevar a cabo proyectos como este del LHC, sin embargo, si conocieran la contribución que en el CERN y el FERMILAB se han podido hacer en favor de la Humanidad…, ¡se estarían calladitos!

                La pregunta clave: ¿De qué estará conformada realmente la materia de nuestro Universo?

Si lo miramos detenidamente, nos pueden parecer increíbles los logros de conocimientos que nuestra especie ha podido conquistar al desvelar, secretos de la Naturaleza que estaban profundamente escondidos. Todo ese saber nos ha permitido construir maravillas tecnológicas que, como el Hubble o el LHC, nos llevan hasta los confines del Universo lejano y también, hasta los confines del corazón de la materia.

Por ejemplo: Con el Hubble hemos captado imágenes de Galaxias situadas a tántas distancias como unos pocos cientos de millones de años después del Big Bang, o, explosiones supernovas. En los sistemas criogénicos del LHC, se debe mantener ese inimaginable frío de 271 grados bajo cero y los campos electromagnéticos deben asegurar que la aceleración de los haces de partículas recorran los 27 km del anillo subterráneo a un 99,99% de la velocidad de la luz.

                                               Tocando la creación

Cada segundo, un protón da 11.245 vueltas al anillo del LHC.  Teniendo en cuenta que cada haz de estas partículas tendrá una duración de 10 horas, se estima que recorrerá un total de 10.000 millones de kilómetros (suficiente para llegar a Neptuno y volver). La energía requerida por el haz de protones al viajar por el acelerador es el equivalente a un coche viajando a 1 .600 km/h por el carril rápido de una autopista imposible, o la cantidad de energía almacenada en los imanes superconductores que mantendrán la temperatura a -271° sería suficiente para derretir 50 toneladas de cobre.

El LHC está dividido en 8 sectores de 3,3 km cada uno, y,en ellos, se llevan a cabo las colisiones que simulan -en miniatura-, las condiciones del Big Bang. El Bosón de Higgs, el tesoro más deseado, será el premio.  Una partícula que predice el modelo teórico actual de la Física, pero para el que hasta el momento, no existen evidencias y, aquel anuncio del hallazgo de una partícula nueva que tenían que estudiar…, es sospechoso y huele a excusa, ya que, de momento, no se encontró nada del dichoso Bosón del físico escocés que propuso su existencia en 1.964 y cuya existencia parece crucial para comprender cómo la materia adquiere su masa.

Recuerdo las declaraciones de John Ellis, uno de los investigadores del CERN que, en la puesta en marcha dijo:

“Si no encontramos la partícula de Higgs, esto supondría que todos los que nos dedicamos a la Física teórica llevamos 35 años diciendo tonterías”.

 

Por fín lo pudieron encontrar, y  en el LHC encontraron las respuestas durante tanto tiempo esperadas. Sin embargo, la cosa no resultará fácil. Por otra parte, tendremos que recordar que no siempre se pudo verificar lo que los teóricos predijeron. El caso de Dirac y el positrón, el neutrino de Pauli y otros, son los casos que nos llevan a tener esperanzas en la intuición humana.

emilio silvera

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