El big bang en la red del conocimiento

Estas secciones fueron extractadas de: Miguel, H. 2011. “El big bang en la red del conocimiento” en Pablo Melogno, Pablo Rodríguez y María Salomé Fernández (comp.) Elementos de Historia de la Ciencia. Comisión Sectorial de Educación / Universidad de la República, Montevideo, pp. 391-418.

1. Mapas del universo

Desde tiempos inmemoriales los seres humanos confeccionaron diagramas y mapas del cielo. Una característica fundamental para que esos mapas pudieran ser mejorados, compartidos y utilizados durante años, es que el cielo presenta un paisaje estable que los antiguos describieron con figuras, escenas de caza, y otras composiciones muy imaginativas. Otra característica fundamental es que el cielo nocturno parece desplazarse del este al oeste, de un modo similar a como lo hace el Sol y la Luna. Es decir, no solo hay puesta de sol cada día, sino que hay puesta de Luna y puesta de estrellas. Casi todos estos mapas tenían una presuposición que no se ponía explícitamente en duda: todas las estrellas están a la misma distancia de la Tierra. Esta manera de concebir al universo como un globo con la Tierra en el centro y las estrellas en una gran cúpula fue persistente y, podemos arriesgar, fundada en nuestra más básica percepción.

Constelación de Orión - Las Tres Marías forman el cinturón de Orión.

En verdad cuando se observa a lo largo de la noche la Cruz del Sur, o Las Tres Marías (componente de la constelación de Orión) se aprecia que estas estrellas se desplazan a lo largo del cielo nocturno formando un conjunto solidario. Es decir que todas ellas van recorriendo el cielo con el mismo ritmo. De hecho, si esto no fuera así, no agruparíamos a tales estrellas en constelaciones. Las constelaciones (Orión, La cruz del sur, Centauro, etc.) son grupos de estrellas en ciertas zonas del cielo, y que podamos encontrarlas fácilmente una y otra vez en noches diferentes nos ha inducido a pensar que todas estas estrellas se desplazan juntas porque forman algo así como un casquete o cúpula que rodea a la Tierra.

Las dos estrellas más luminosas son los punteros que están alineados hacia la cruz del sur. La foto muestra el movimiento aparente del cielo.

Si algunas de ellas estuvieran más cerca y otras más lejos, el efecto que esperaríamos es el que observamos al viajar en la ruta y pasar cerca de un bosque. Los árboles del fondo y los árboles del frente del bosque, parecen tener un movimiento unos respecto de otros de manera que a medida que avanzamos por el costado del bosque, los árboles del frente van ocultando diferentes árboles del fondo. Este efecto conocido como efecto de paralaje, nos da una clara idea de que no todos los árboles están a la misma distancia de nuestra observación. Este efecto es crucial para decidir la distancia a los objetos cuando no tenemos acceso a medir esta distancia por los métodos habituales como los de la cinta métrica o contar los pasos que nos separan del bosque. La primera mala pasada que nos ha jugado la naturaleza ha sido que las estrellas no muestran paralaje a simple vista. No podemos darnos cuenta de cuán lejos o cuán cerca está una estrella mirándola durante toda la noche, o de una noche para la siguiente, o esperando que pasen cientos de años. La situación se parece al caso del bosque cuando el bosque está tan lejos que nuestro movimiento no modifica la manera en que la primera fila oculta a los árboles del fondo. Sin el efecto de paralaje la hipótesis más simple es que todas esas estrellas están a la misma distancia. Los antiguos compartían estos criterios de simplicidad de modo que su concepción del cielo era la de un enorme casquete con estrellas empotradas en él, girando en torno a la Tierra. La actitud podría resumirse en “dime lo que ves, y te diré qué hay”.

Pero ¿por qué la humanidad se dedicó desde hace tanto tiempo a representar el cielo y el universo? Esta pregunta tiene muchas aristas para explorar. Solamente señalemos que en caso de que no dispongamos de mapas de cierta zona de la Tierra, como es el caso de los océanos y el desierto, en donde todo luce igual o cambia sin dejar rastro del paisaje anterior, el cielo es el único patrón para orientarnos.

Así, los mapas del cielo son mapas útiles para las rutas marítimas y desérticas. Combinando el aspecto del cielo con lo que marca un reloj sincronizado con una ciudad conocida y sabiendo que la Tierra es esférica y cuánto mide su radio,1 podremos saber cuántas millas hemos navegado hacia el oeste, tal como Colón lo establecía noche a noche. Pero si estos motivos eran suficientes para la tarea cartográfica de los antiguos, no parecen serlo en la actualidad. Los mapas actuales del universo no obedecen a una necesidad de mantener rutas comerciales entre diferentes sistemas solares. Al menos no todavía. Un buen mapa del universo también es el resultado de otras preguntas, no solo de cómo llegar de Europa a América. Un buen mapa puede darnos buenos motivos para conjeturar la manera en que el universo está estructurado, evoluciona, si es que cambia, de qué modo pudo haber comenzado, si es que tuvo un comienzo y de qué modo terminará, si es que tiene un final. Por muy alentadora que pueda ser la situación actual respecto de la acumulación de datos, la precisión y las correlaciones que hemos encontrado, no debemos perder de vista en la empresa científica que nuestras mejores explicaciones de lo que se registra y se observa son siempre una apuesta conjetural como la que haría Sherlock Holmes al encontrar datos, indicios y pistas en la escena de un crimen. Tenemos tecnología para observar más allá de lo que nuestros sentidos nos permiten, tenemos técnicas para decidir cuáles datos están correlacionados con cuáles otros, tenemos la capacidad de idear experimentos que permitan chequear si hemos hecho buenas predicciones, pero todo esto no impedirá que haya explicaciones alternativas a la que nos resulta la más atractiva y la más exitosa. La empresa científica de explicar y predecir el comportamiento de la naturaleza es una empresa abierta a la revisión. Y uno de los aspectos más interesantes de la ciencia es que por momentos las revisiones nos cambian drásticamente la manera de concebir nuestro entorno. En este capítulo intentaremos recorrer el sendero que nos llevó como comunidad científica, a creer que la teoría que mejor ajusta con los datos es la teoría del big bang, una teoría que a grandes rasgos indica que el universo apareció con una gran explosión y desde ese momento se sigue expandiendo. Pondremos de relieve en qué aspectos los científicos han tratado de evitar los cabos sueltos y confeccionar un cuadro coherente que nos de la satisfacción de haber comprendido algo de la naturaleza. Los astrónomos y astrofísicos involucrados no han tomado decisiones irracionales o apresuradas. Se han comportado como se espera que lo haga cualquier ser humano frente a las evidencias apoyando la mejor explicación del inmenso volumen de información disponible. Sin embargo el camino desde los datos a la teoría está repleto de decisiones e interpretaciones y es nuestra intención ponerlas en primer plano.