Hasta el infinito y más allá — Manuel Seara Valero

Este me ha parecido un libro muy didáctico y recomendado sobre el universo, el cosmos y lo que rodea es decir desde los estudios en la Grecia clásica o dicho de otro modo desde el comienzo de nuestra existencia. La narración más antigua que tenemos de la creación del Universo es el poema conocido como «Enûma Eliš» («Cuando en lo alto») por las dos palabras acadias que lo inician. Está recogido en unas tablillas con escritura cuneiforme halladas en las ruinas de la biblioteca de Asurbanipal (669 a.C.-627 a.C.), en Nínive.

E-nu-ma e-liš la na-bu-ú ša-ma-mu
šap-li-iš am-ma-tum šu-ma la zak-rat…
(«Cuando en lo alto, el Cielo no había sido aún nombrado, y debajo, la Tierra no había sido mencionada por nombre…»).

Martín Lutero calificó a Copérnico de astrólogo advenedizo. «Este estúpido quiere trastocar toda la ciencia astronómica —escribió—. Pero la Sagrada Escritura nos dice que Josué ordenó pararse al Sol, y no a la Tierra.»
Para la Iglesia católica, el libro no fue un problema hasta setenta años después del fallecimiento de Copérnico, cuando hizo expresa la condena de su obra. El 5 de marzo de 1616 un decreto de la Sagrada Congregación del Índice11 lo incluyó en la lista de libros prohibidos, de la que no saldría hasta 1835. Para entonces, las ideas del astrónomo ya eran de sobra conocidas en toda Europa. La Tierra había sido destronada para siempre, el Sol era el rey.
Copérnico está considerado el personaje de transición de la Edad Media a la ciencia moderna. Su obra sirvió de base para que —décadas más tarde— Galileo, Brahe y Kepler pusieran los cimientos de la revolución científica que culminó con la obra de Newton.
Newton demostró que la luz del Sol se descomponía en los colores del arcoíris al atravesar un prisma. Lo llamó «espectro cromático», del latín spectrum, «fantasma». Durante ciento cuarenta años, este fenómeno fue conocido pero no estudiado.
El famoso astrónomo William Herschel (1738-1822) sabía —como todo el mundo— que la luz solar calentaba los objetos que iluminaba. Pero dado que la luz podía dividirse en distintos colores, se interesó por analizar cuánta luz transmitía cada color. En 1800 ideó un sencillo experimento. Hizo pasar un rayo de luz a través de un prisma y colocó un termómetro en cada uno de los colores del arcoíris. Herschel comprobó que la temperatura aumentaba al pasar de la parte azul a la parte roja del espectro visible. Colocó entonces un termómetro un poco más allá de la parte roja del espectro, en una región donde no había luz visible, y descubrió que la temperatura era todavía más alta.
Había nacido una nueva ciencia: la astrofísica. Gracias a Fraunhofer, los científicos pudieron observar las estrellas en el laboratorio y analizar su composición.

Con su teoría de la relatividad, Einstein trató de solucionar una aparente paradoja provocada por la fuerza de la gravedad. Si ésta siempre es atractiva (como así es), todos los objetos del Universo acabarían por atraerse unos a otros formando un inmenso amasijo amorfo de materia, rodeado de un vasto y estéril vacío.
Newton creyó haber solucionado la cuestión postulando una distribución uniforme e infinita de la materia, de forma que no existiese ningún punto en el que pudiera concentrarse por efecto de la gravedad. Sin embargo, una situación de estas características conduciría inevitablemente a la existencia de una gravedad infinita en todos sus puntos.
Tan firme era la creencia de Einstein en un Universo estable que introdujo en sus ecuaciones la llamada «constante cosmológica» con el fin de equilibrar la atracción gravitatoria mediante una especie de repulsión que actuaba únicamente en la escala de las distancias astronómicas y que, por tanto, resultaba imperceptible en nuestra vida cotidiana. Este modelo exigía un equilibrio exquisito entre la atracción gravitatoria y la repulsión cósmica, ya que la menor perturbación en cualquier punto del espacio provocaría el colapso de toda la materia en ese lugar. El cosmos de Einstein resultaba especialmente inestable.

El hecho de que nunca se hubieran visto quarks libres (siguen sin verse) hizo dudar de su existencia, pero en los últimos años las pruebas han sido abrumadoras. Todas estas partículas pertenecen al Modelo Estándar, pero los físicos teóricos especulan que durante el Big Bang pudieron crearse otras muchas que todavía no han sido descubiertas: bosones X; agujeros negros primordiales; cuerdas cósmicas; monopolos magnéticos y WIMP (Weakly Interacting Massive Particles o «partículas masivas que interactúan débilmente»).

Los datos muestran también algunas sorpresas que, sin duda, mantendrán ocupados a los cosmólogos durante un tiempo. Una de ellas es la asimetría en la temperatura media de la radiación de fondo en los dos hemisferios celestes: en promedio, los fotones que llegan desde el hemisferio sur se encuentran más calientes que los procedentes del hemisferio norte. Este dato resulta llamativo porque la cosmología moderna se basa en el hecho de que, a gran escala, las propiedades del Universo no deberían depender de dónde nos encontremos ni de la dirección del cielo en la que miremos. Además, los datos de Planck han confirmado la existencia de una gran mancha fría en el hemisferio sur del firmamento.
En marzo de 2013, un equipo internacional de investigadores usó el conjunto ALMA5 (Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array) para explorar el baby boom estelar en el Universo joven, y observó que los estallidos de formación de estrellas más potentes del cosmos tuvieron lugar mucho antes de lo que se pensaba. Dos de las galaxias estudiadas tenían poco más de mil millones de años de edad. Además, y para asombro de los científicos, detectaron en ellas la presencia de moléculas de agua.
En octubre de 2014 otro equipo de investigadores descubrió el púlsar más brillante en la galaxia M82, a unos 12 millones de años luz. Emite rayos X con la energía de 10 millones de soles como el nuestro.

El primero en referirse a los agujeros negros fue el británico John Michell. Este filósofo de la naturaleza reflexionó sobre la velocidad de escape que necesita un cuerpo para vencer la atracción gravitatoria ejercida por un objeto celeste, y llegó a la conclusión de que podían existir estrellas tan densas y masivas que ni siquiera la luz podría salir de ellas.

Existen diferentes tipos de agujeros negros:
– Estáticos o de Schwarzschild: La solución matemática encontrada por Karl Schwarszchild fue para agujeros negros que se mantienen inmóviles y que no giran en torno a su eje. Forman una esfera perfecta en cuyo centro se halla la singularidad. Su tamaño depende exclusivamente de su masa.
– En rotación (de Kerr): Serían los más comunes, ya que las estrellas originales también presentan un movimiento de rotación, que se mantiene tras su colapso en agujero negro.
– Estáticos con carga (de Reissner-Nordström): Son agujeros negros estáticos, con simetría esférica y cargados eléctricamente, definidos por dos parámetros: la masa y la carga eléctrica.
– En rotación con carga (de Kerr-Newman): Se definen por tres parámetros: la masa, el momento angular y la carga eléctrica.

El agujero negro más grande conocido está en el corazón de M87, una galaxia elíptica gigante en la constelación de Virgo. Su masa es tres mil millones de veces mayor que la del Sol, con un diámetro de unos 18 mil millones de kilómetros, casi el doble que el diámetro de la órbita de Plutón.

En 1957, el físico relativista estadounidense John Archibald Wheeler, el mismo que acuñó el término «agujero negro», inventó el nombre de «agujero de gusano». Wheeler pensó en la siguiente analogía: si un gusano tuviera que desplazarse de un punto a otro situado en el lado opuesto de una manzana, atajaría cavando un agujero en su interior.
El agujero de gusano es una solución puramente matemática, pero muchas de estas soluciones han resultado ser más reales de lo que se creía en un principio. Un ejemplo de ello lo constituyen los mismos agujeros negros, que se plantearon como una solución teórica a las ecuaciones de campo de la relatividad general y hoy en día nadie duda de su existencia.

El primer mapa celeste del que tenemos constancia fue dibujado en el siglo V a. C. por los astrónomos chinos Shi Shen y Gan De, con la ubicación de 121 estrellas.
Hacia el 300 a. C. los astrónomos griegos Timocares de Alejandría1 y Aristilo compilaron el primer catálogo de estrellas del mundo occidental.
Un siglo más tarde, Hiparco de Nicea clasificó unas 850 estrellas. Al comparar su catálogo con el de Timocares descubrió que la posición de las estrellas cambia con el tiempo, pero no porque se muevan sino porque lo hace el sistema de referencia (la Tierra), lo que le llevó a determinar el primer valor de la precesión de los equinoccios.
Ptolomeo se apoyó en el catálogo de Hiparco para crear un mapa de 1.022 estrellas visibles desde Alejandría, distribuidas en 48 constelaciones bien definidas.
La astronomía tuvo un papel muy importante en los países islámicos durante los siglos IX-XIII, al igual que otras ciencias como las matemáticas. Este florecimiento de la ciencia árabe fue posible gracias al contacto de varias culturas en los territorios conquistados por los musulmanes, principalmente la herencia grecolatina del Imperio bizantino, el saber científico persa y la astronomía hindú.

Edwin Hubble clasificó las galaxias en elípticas, espirales e irregulares.
– Galaxias elípticas (E): tienen, como su nombre indica, forma de elipse y se clasifican de E0 a E7 según su grado de excentricidad.1 Se componen fundamentalmente de estrellas y tienen muy poca materia interestelar (polvo o gas). Las hay de todos los tamaños, desde enanas a gigantes. Estas últimas son las más grandes que podemos contemplar y, posiblemente, se originan por choques con galaxias espirales. Se consideran las más antiguas del Universo, ya que sus estrellas son viejas y se encuentran en una fase muy avanzada de su evolución. Un ejemplo de este tipo de galaxias lo encontramos en Virgo A (M87).
– Galaxias espirales (S): son las más comunes (tres de cada cuatro corresponden a este tipo), posiblemente porque son las más fáciles de identificar. Vistas de canto parecen una ensaladera de polvo cósmico y estrellas con un saliente, el bulbo, en el centro. Vistas desde arriba, presentan un remolino de brazos azulados formados por jóvenes y brillantes luceros, que rodean una resplandeciente protuberancia formada por multitud de estrellas viejas. Rodeando la galaxia, hay un halo de cúmulos globulares, estrellas dispersas y una nube invisible de materia oscura. Pequeñas galaxias acompañantes se agarran, a veces, a los bordes de las mayores mientras que el centro del núcleo suele estar ocupado por un agujero negro. Andrómeda (M31) pertenece a este tipo de galaxias.
– Galaxias espirales barradas: son un subtipo de las espirales aunque se diferencian de ellas porque sus núcleos están atravesados por una gruesa barra de estrellas. Todavía sigue siendo un misterio como a partir de una espiral se genera una barrada. La Vía Láctea y la brillante M83, en Hidra, pertenecen a esta clase. Tanto las barradas como las no barradas rotan a velocidades extraordinarias.
– Galaxias irregulares: son todas aquellas que no encajan en las categorías anteriores, aproximadamente el 5 por ciento. Por regla general, son grupos débiles y amorfos de estrellas, con un elevado porcentaje de materia interestelar. La Pequeña Nube de Magallanes es un ejemplo de este tipo.
– Galaxias Seyfert son grandes sistemas espirales con centros extraordinariamente brillantes formados posiblemente por quásares que a veces llegan a eclipsar el resto de la galaxia. Son miles de veces más luminosas que el resto y por eso se perciben a distancias muchísimo mayores. Una de las más conocidas es M77, en la Ballena.

La Vía Láctea es una espiral barrada de unos 100.000 años luz de diámetro. Contiene entre 200.000 y 400.000 millones de estrellas. Estudiar su estructura no resulta nada fácil ya que desde la posición en la que nos encontramos las nubes de gas y polvo interestelar dificultan su observación.
La galaxia consta de tres partes bien diferenciadas:
El núcleo o bulbo se sitúa en el centro. Visto de lado tiene forma de una gigantesca cáscara de cacahuete, de 16.000 años luz de largo por unos 6.000 años luz de alto. Desde arriba, su forma sería la de una barra.
El núcleo es la zona con mayor densidad de estrellas. Alberga en su interior un enorme agujero negro. Durante muchos años se sospechó de su existencia, aunque no se podía afirmar con certeza.
Alrededor del núcleo se encuentra el disco, compuesto principalmente de gas y jóvenes estrellas. Concentra una masa equivalente a 60.000 millones de soles y una luminosidad de entre 15.000 y 20.000 millones de veces la del Sol. Lo más característico son los brazos espirales que parten del núcleo y que reciben el nombre de las constelaciones predominantes: Perseo, Orión, Sagitario y Centauro.

Muchas culturas percibieron la Vía Láctea como una ruta, un itinerario. En Escandinavia era el Camino de Valhalla. En Europa oriental un camino cubierto de paja que había sido robada, según los distintos pueblos, por un dios armenio del fuego, un ladrón persa o un grupo de zíngaros húngaros. En el occidente europeo recibió el nombre de «Camino de Santiago». Según la tradición, después de predicar el Evangelio en España sin demasiado éxito, el apóstol Santiago regresó a Jerusalén, donde en el año 44 fue decapitado por orden de Herodes Agripa. Sus discípulos trasladaron el cuerpo a la península Ibérica, y lo enterraron en una tumba que permaneció olvidada hasta que milagrosamente fue descubierta a principios del siglo IX. A partir de ese momento, Santiago de Compostela compitió con Jerusalén y Roma como lugar de peregrinación. A mediados del siglo XII ya se había escrito el Códice Calixtino, la primera guía turística de Europa, dedicada en este caso a los peregrinos jacobeos.

Estados Unidos canceló en 2010 el programa Constellation de la NASA, cuyo objetivo era el desarrollo de una nueva generación de naves espaciales, entre ellas un módulo de acceso a la superficie lunar. En junio de 2014, un panel del Consejo Nacional de Investigación intentó convencer —por ahora sin éxito— a la administración Obama de que el camino más viable y sostenible para la exploración humana del espacio pasa por el regreso a nuestro satélite. «La Luna, y, en particular, su superficie, tiene ventajas significativas sobre otros objetivos como un paso intermedio en el camino hacia la meta horizonte de Marte», escribió en su informe el Comité del Consejo de Vuelos Tripulados. Según este documento, la NASA considera un viaje a la Luna como un proyecto del ámbito de programas espaciales de otras naciones, y no de interés para el programa de vuelos tripulados estadounidenses.
Europa, por su parte, tampoco tiene interés en visitar nuestro satélite. Entre los planes de la Agencia Espacial Europea, a corto y medio plazo, no figura ninguna misión a la Luna.

Tritón es de los pocos satélites geológicamente activos. Debido a ello, su superficie es relativamente joven y se asemeja a la de un melón cantalupo. Se compone de una corteza de nitrógeno congelado sobre un manto de hielo, que cubre un núcleo sólido de roca y metal. La Voyager 2 descubrió lo que parecían ser géiseres de nitrógeno líquido manando desde su superficie helada. Este descubrimiento cambió el concepto clásico de vulcanismo ya que, hasta entonces, se suponía que los cuerpos gélidos no deberían ser geológicamente activos.

Durante 76 años Plutón fue considerado un planeta de pleno derecho por la comunidad científica. Sin embargo, el 24 de agosto de 2006, la Unión Astronómica Internacional (UAI) lo degradó a la condición de planeta enano, una medida que no estuvo exenta de polémica. Dos años más tarde, el comité ejecutivo de la UAI decidió rebautizarle con un nombre menos peyorativo: «plutoide»; una denominación que sirve para identificar a todos los objetos situados más allá de Neptuno, en el llamado cinturón de Kuiper, que tengan la suficiente masa como para que su propia gravedad les haya dado una forma casi esférica, no sean satélites y no hayan limpiado la zona de su órbita de planetesimales.
En marzo de 2014, Sheppard y Trujillo anunciaron el descubrimiento de un nuevo planeta enano. Bautizado provisionalmente como 2012 VP113, podría tener un diámetro de entre 300 y 1.000 km. Posee una órbita muy elíptica, con un perihelio de 80 UA, mientras que su afelio está a 450 UA y tarda unos 4.000 años en completarla. Para que nos hagamos una idea, Neptuno está situado a 30 UA del Sol y el cinturón de Kuiper se extiende desde las 30 a las 50 UA.
Las peculiaridades de su órbita permiten suponer la influencia gravitacional de otro cuerpo celeste de gran tamaño desconocido, diez veces más grande que la Tierra. «Algunos de estos cuerpos de la Nube de Oort podrían rivalizar en tamaño con Marte o incluso con la Tierra. Esto se debe a que muchos de los objetos de la Nube de Oort interior son tan distantes que incluso los grandes serían demasiado débiles para ser detectados con la tecnología actual», aseguró Sheppard. Los autores de este trabajo consideran que pueden existir alrededor de novecientos objetos con órbitas como Sedna y 2012 VP113.

Constantemente están cayendo objetos del cielo. Se calcula que la Tierra recibe al año cerca de 30.000 toneladas de polvo interplanetario y meteoroides, restos de cometas y asteroides cuyo tamaño varía entre 100 micras1 y 50 m. Por fortuna, la mayoría son como granos de sal. Atraviesan el cielo a grandes velocidades y al contacto con la atmósfera se incendian en medio de un resplandor fluorescente, dando lugar a las populares «estrellas fugaces». Estos fenómenos luminosos o meteoros ocurren en la termosfera, a partir de unos 120 km por encima de la superficie terrestre, donde la densidad del aire es bastante baja pero suficiente para calentar y detener estas partículas. A una altura de 80 km casi todos los meteoroides se han volatilizado.
Para que un NEO golpee la Tierra y provoque una significativa devastación en áreas pobladas, tendría que medir alrededor de 30 m o más.
Para evitar una catástrofe, habría dos alternativas: destruirlo o desviarlo. El uso de armas nucleares no parece ser lo más aconsejable. Los asteroides rocosos de pequeño tamaño volarían en pedazos y la multitud de fragmentos generados extenderían el daño a un área más grande en la Tierra. Si el asteroide está compuesto de hierro, es muy improbable que fuera destruido por un misil nuclear.
Por otro lado, para desviar un asteroide con éxito hace falta saber con precisión cómo y cuánto hay que «empujarlo». La Agencia Espacial Europea ha seleccionado una propuesta de misión española llamada Don Quijote para investigar cómo se podría desviar uno de estos objetos en caso necesario. Consiste en dos naves: Hidalgo y Sancho. Su objetivo sería un asteroide pequeño, de medio kilómetro de diámetro. Sancho se encontraría con él unos meses antes que Hidalgo y lo estudiaría. Una vez recopilada la información, Hidalgo se lanzaría como un «kamikaze» con sus 530 kg contra el asteroide, con una velocidad de unos 10 km/s.
Sancho analizaría los cambios en la órbita y en el estado de rotación del asteroide, y recogería muestras del polvo levantado por la colisión.

El 25 de agosto de 2012, la nave espacial Voyager 1 de la NASA se convirtió oficialmente en el primer objeto construido por el hombre que abandonó el Sistema Solar, en un viaje hacia el infinito. La sonda se encuentra a más de 19.000 millones de kilómetros de nuestro Sol, y se aleja de nosotros a la vertiginosa velocidad de 17 km/s, unos 62.000 km/h.
La misión Voyager ha sido uno de los mayores éxitos de la exploración espacial. Fue diseñada para aprovechar una extraña disposición geométrica de los planetas exteriores a finales de la década de 1970. Esa posición de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, que ocurre una vez cada 175 años, daba la posibilidad de enviar una sonda espacial para que pasara cerca de un planeta, observarlo, y aprovechando su «tirón gravitacional» seguir el viaje hasta el siguiente. El uso de los motores propios de la nave se limitaba a realizar pequeñas correcciones en la trayectoria.
Cada sonda lleva a bordo un disco fonográfico hecho de cobre y bañado en oro, con 118 fotografías de la Tierra; noventa minutos de la mejor música del mundo; un conjunto de sonidos de nuestro planeta (desde el ladrido de un perro al estruendoso lanzamiento del cohete Saturno 5); saludos en 55 idiomas; las ondas cerebrales de una joven mujer enamorada; y una salutación del secretario general de la ONU. Un equipo dirigido por Carl Sagan confeccionó estas grabaciones como mensaje para civilizaciones extraterrestres que pudieran cruzarse en su camino.

¿Cuál es la probabilidad de que el disco sea encontrado por alienígenas? Prácticamente nula. Aunque existieran, las sondas Voyager no se acercarán ni a unos pocos años luz de otra estrella durante los siguientes 40.000 años. Pero, por otro lado, ¿cuál es la probabilidad de que una especie de primates evolucione hasta convertirse en un ser inteligente capaz de desarrollar el vuelo espacial y enviar el sonido del beso de una madre a su hijo hacia el infinito?
Las Voyager son las embajadoras del ser humano hacia regiones del cosmos completamente inexploradas. Como decía Carl Sagan, «nos hemos embarcado en viajes épicos».

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