Hemos podido conquistar una serie de conocimientos que nos ha posibilitado mirar el Universo de manera diferente a como lo hacían nuestros antepasados. No todo el espacio son agujeros negros, estrellas de neutrones, galaxias y desconocidos planetas; la verdad es que casi todo el universo está vacío y sólo en algunas regiones tiene agrupaciones de materia en forma de estrellas y otros objetos estelares y cosmológicos; muchas de sus propiedades y características más sorprendentes (su inmenso tamaño y su enorme edad, la soledad y oscuridad del espacio) son condiciones necesarias para que existan observadores inteligentes como nosotros. No debería sorprendernos la vida extraterrestre; si existe, pudiera ser tan rara y lejana para nosotros como en realidad nos ocurre aquí mismo en la Tierra, donde compartimos hábitat con otros seres vivos con los que hemos sido incapaces de comunicarnos, a pesar de que esas formas de vida, como la nuestra, están basadas también en el carbono. No se puede descartar formas de vida inteligente basadas en otros elementos, como por ejemplo, el silicio.

La baja densidad media de materia en el universo significa que si agregáramos material en estrellas o galaxias, deberíamos esperar que las distancias medias entre objetos fueran enormes.

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Que por cierto, son algo más, mucho más, que simples puntitos luminosos que brillan en la oscuridad de la noche. Una estrella es una gran bola de gas luminosa que, en alguna etapa de su vida, produce energía por la fusión nuclear del hidrógeno para formar helio. El término estrella por tanto, no sólo incluye estrellas como nuestro Sol, que están en la actualidad quemando hidrógeno, sino también protoestrellas, aún no lo suficientemente calientes como para que dicha combustión haya comenzado, y varios tipos de objetos evolucionados como estrellas gigantes y supergigantes, que están quemando otros combustibles nucleares, o las enanas blancas y las estrellas nucleares, que están formadas por combustible nuclear gastado.

La masa máxima de una estrella es de unas 120 masas solares, por encima de la cual sería destruida por su propia radiación. La masa mínima es de 0,08 masas solares; por debajo de ella, los objetos no serían lo suficientemente calientes en sus núcleos como para que comience la combustión del hidrógeno, y se convertirían en enanas marrones.

La luminosidad de las estrellas varían desde alrededor de medio millón la luminosidad del Sol para las más calientes hasta menos de una milésima de la del Sol para enanas más débiles.

Aunque las estrellas más prominentes visibles a simple vista son más luminosas que el Sol, la mayoría de las estrellas son en realidad más débiles que éste y, por tanto, imperceptibles a simple vista.

Las estrellas brillan como resultado de la conversión de masa en energía por medio de reacciones nucleares, siendo las más importantes las que involucran al hidrógeno.

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Ayer mismo aquí una serie de comentarios que contaban (simplificándolo), el breve recorrido que había hecho la Humanidad para ir, poco a poco, descubrimiendo el Universo. Hoy lo quiero rematar con otros dos comentarios que redondean la historia, y, sin llegar a Einstein (padre de la Cosmología moderna), lo dejo en los que antes que él, pusieron su granito de arena.

Los cambios se estaban produciendo a una velocidad cada vez mayor. Al siglo de Newton también pertenecieron, entre otros, el matemático Fermat; Römer, quien midió la velocidad de la luz; Grimaldi, que estudió la difracción; Torricelli, que demostró la existencia del vacío; Pascal y Boyle, que definieron la física de los fluidos…La precisión de los telescopios y los relojes aumentó notablemente, y con ella el número de astrónomos deseosos de establecer con exactitud  la posición de las estrellas y compilar catálogos estelares cada vez más completos para comprender la Vía Láctea.

La naturaleza de los cuerpos celestes quedaba fuera de su interés: aunque se pudiera determinar la forma, la distancia, las dimensiones y los movimientos de los objetos celestes, comprender su composición no estaba a su alcance. A principios del siglo XIX, William Herschel (1738-1822), dedujo la forma de la Galaxia, construyó el mayor telescopio del mundo y descubrió Urano. Creía firmemente que el Sol estaba habitado.

Al cabo de pocos años, nacía la Astrofísica, que a diferencia de la Astronomía (ya llamada  -“clásica o de posición”-), se basaba en pruebas de laboratorio. Comparando la luz emitida por sustancias incandescentes con la recogida de las estrellas se sentaban las bases de lo imposible: descubrir la composición química y la estructura y el funcionamiento de los cuerpos celestes. Estaba mal vista por los astrónomos “serios” y se desarrolló gracias a físicos y químicos que inventaron nuevos instrumentos de análisis a partir de las demostraciones de Newton sobre la estructura de la luz.

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El padre Ángelo Secchi (1818-1878) fue el primero en afirmar que muchos espectros estelares poseen características comunes, una afirmación refrendada hoy día con abundantes datos. Secchi clasificó las estrellas en cinco tipos, en función del aspecto general de los espectros. La teoría elegida era correcta: el paso del color blanco azulado al rojo oscuro indica una progresiva disminución de la temperatura, y la temperatura es el parámetro principal que determina la apariencia de un espectro estelar.

Más tarde, otros descubrimientos permitieron avanzar en Astrofísica: Johan Balmer (1825-1898) demostró que la regularidad en las longitudes de onda de las líneas del espectro del hidrógeno podía resumirse en una sencilla expresión matemática; Pieter Zeeman (1865-1943) descubrió que un campo magnético de intensidad relativa influye en las líneas espectrales de una fuente subdividiéndolas en un número de líneas proporcional a su intensidad, parámetro que nos permite medir los campos magnéticos de las estrellas.

En otros descubrimientos empíricos la teoría surgió tras comprender la estructura del átomo, del núcleo atómico y de las partículas elementales. Los datos recogidos se acumularon hasta que la física y la química dispusieron de instrumentos suficientes para elaborar hipótesis y teorías exhaustivas. Gracias a dichos progresos pudimos asistir a asociaciones como Faraday y su concepto de “campo” como “estado” del espacio en torno a una “fuente”; Mendeleiev y su tabla de elementos químicos; Maxwell y su teoría electromagnética;  Becquerel y su descubrimiento de la radiactividad; las investigaciones de Pierre y Marie Curie; Rutherford y Soddy y sus experimentos con los rayos Alfa, Beta y Gamma; y los estudios sobre el cuerpo negro que condujeron a Planck a determinar su constante universal; Einstein y su trabajo sobre la cuantización de la energía para explicar el efecto fotoeléctrico, Bohr y su modelo cuántico del átomo; la teoría de la relatividad especial de Einstein que relaciona la masa con la energía en una ecuación simple…Todos fueron descubrimientos que permitieron explicar la energía estelar y la vida de las estrellas, elaborar una escala de tiempos mucho más amplia de lo que jamás se había imaginado y elaborar hipótesis sobre la evolución del Universo.

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El mayor Acelerador de Partículas de EE.UU. describe un círculo de unos seis kilómetros y medio en las praderas de Illinois, cerca de la ciudad de Batavia. En el Fermilab (Fermi National Acelerator Laboratory), haces de protones y antiprotones circulan por el largo tubo de acero inoxidable con velocidades cercanas a c, es decir, la velocidad de la luz. Se apiñan en dos puntos, dentro de unos detectores, de tal manera que las partículas y las antipartículas choquen entre sí, produciendo unas cantidades tremendas de energía. Los físicos examinan las consecuencias de estos choques, cuando por fusión se producen nuevas partículas -algunas nunca vistas en este Universo nuestro desde una fracción de segundos después del supuesto big bang- a partir de las explosiones de energía.

Pero vamos a nuestra historia. Cuando el Acelerador está en parada forzosa por cuestiones de mantenimiento, los guías del Fermilab llevan a grupos de visitantes a través del túnel brillantemente pintado del acelerador. Las visitas guiadas comienzan en el Atrio del Wilson Hall, el Edificio de la Administración, y luego cruzan la carretera para ir al acelerador. En el Atrio del Wilson Hall está también la Cafetería del Laboratorio y, si eres un visitante que vas a desayunar, te encuentras allí con físicos experimentales del Fermilab.

En mi visita (hace ya algunos años), una guía me contó que en una ocasión vio en su grupo de visitantes a un anciano cuya cara no le era desconocida y le resultaba bastante familiar. El hombre estaba fascinado en el Acelerador y, del grupo, era el que más interés mostraba por las explicaciones que se les facilitaba. Aquel hombre, miraba intensamente cada uno de los ingenios que la guía les enseñaba y atendía a sus complejas funciones con interés.

Tras regresar al Wilson, el anciano dio las gracias muy efusivamente a la guía y le comentó que estaba gratamente sorprendido de todo lo que allí había podido ver. La guía, entonces le comentó: “Su cara me es familiar ¿Nos hemos visto antes?. El hombre respondió afirmativamente y le dijo su nombre. Llevaba más de veinte años empleado en el Fermilab. Era un teórico que trabajaba en el Departamento de estudios teóricos en Wilson Hall, a diferencia de los físicos experimentales que trabajan en las salas de control del detector en relación directa con el acelerador, ellos, los teóricos, estaban en despachos entre ordenadores y complejas ecuaciones tratándo de despejar las incognitas surgidas de los experimentos.

Aquel hombre, en 20 maños, nunca había visto el Acelerador. Simplemente se había dedicado a estudiar los resultados de las colisiones. Y, lo gracioso del caso es que, su visita al acelerador había sido un equívoco, ya que, por error cuando salió de la oficina a desayunar, estaba pensativo y elucubrando en su mente sobre los últimos resultados que había analizado, y, sin darse cuenta, en lugar de colocarse en la cola de la Cafetería se colocó en la cola de visitantes del Acelerador y, de esa manera, tras veinte años de trabajar allí, pudo contemplar al fín el ingenio que, bajo Tierra, trataba de descubrir los secretos del Universo.

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