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Agustín Sánchez Lavega

La inmensidad del espacio y del tiempo

Astrónomo. Catedrático de física de la UPV/EHU, que lleva más de 45 años apasionado con la investigación del Cosmos

  • Cathedra

Lehenengo argitaratze data: 2016/12/29

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En un grabado que muestra la representación medieval del Universo según Nicolás de Cusa o Cusano, un peregrino, deseando alcanzar "el fin del mundo", asomaba, asombrado, su cabeza sobre la esfera de las lejanas estrellas fijas, descubriendo mundos totalmente desconocidos. Venía este caminante a contarnos lo que existía más allá de las estrellas, el punto en donde el cielo y la Tierra se encuentran. Durante siglos, el conocimiento del Universo se mezcló con las creencias religiosas y no fue hasta bien entrado el siglo XX cuando tuvimos las herramientas necesarias para entender lo que representan esas luces en la oscuridad, cuál es nuestra posición en el cosmos y, en definitiva, el origen y contenido del Universo. Desde entonces, el avance de la astrofísica ha sido de tal magnitud que ha permitido determinar con precisión lo que aconteció desde el "Big Bang", que es el nombre con el que los astrónomos han bautizado el origen del espacio y del tiempo, hace unos 13.700 millones de años, tiempo inimaginablemente largo en nuestra corta escala temporal de vida.

Tras el "Big Bang", y en solo los tres primeros minutos de vida del Universo, se cocinaron, tras el hidrógeno, los primeros elementos químicos de la tabla periódica (del helio al litio). Siguió un período de 400.000 años durante el cual el espacio estaba dominado por un intenso fondo de radiación y, tras él, un largo período de enfriamiento, las "edades oscuras", que permitió la formación de las primeras estrellas y galaxias primigenias: entonces el Universo apenas contaba con una edad de unos 400 millones de años. Nuestra galaxia, la "Vía Láctea", en la que habitamos, se formó poco después, hace unos 13.200 millones de años.

En los hornos termonucleares de las primeras generaciones de estrellas masivas se fusionaron y cocinaron los elementos químicos más pesados (carbono, nitrógeno, calcio…) hasta llegar al hierro, último de esta cadena, ya que los demás elementos del sistema periódico se generan mediante otros procesos. En la cronología cósmica, en un rincón de la Vía Láctea, comenzó hace 4.650 millones de años la formación del Sol y de nuestro sistema planetario. Impregnando el gas y el polvo en un extenso disco naciente, se encontraban esos elementos pesados, formados en generaciones anteriores de estrellas. Los planetas crecieron muy rápidamente en unas decenas de millones de años en el seno del disco rotante. Todos nosotros estamos hechos de los elementos químicos generados en las estrellas.

Y entre ellos, en el tercer planeta del sistema solar, la Tierra, prendió la vida hace unos 3.500 millones de años, cuando la temperatura era la apropiada para sostener moléculas complejas. De aquellos primeros organismos simples descendemos todos. La maquinaria de la evolución, actuando ininterrumpidamente sobre los seres vivos, unida a las condiciones ambientales cambiantes en el propio planeta, propició el desarrollo de una atmósfera abundante en oxígeno y esta, a su vez, propició también la aparición de organismos cada vez más complejos. Hace unos 500 millones de años tuvo lugar la "explosión cámbrica", durante la que emergieron organismos complejos que marcaron el rumbo de la vida superior en el planeta. Los cataclismos puntuales sufridos por nuestro planeta modificaron el rumbo de la evolución sucesivamente y seleccionaron las formas vivientes de las que hace unos 6 millones de años surgieron los primeros homínidos y de ellos, en una no bien entendida aún cadena evolutiva, nuestra especie, el homo sapiens, hace unos 150.000 años. Realmente la existencia de los humanos, en sus diferentes especies hasta ahora conocidas, ocupa muy poco tiempo de existencia en la escala cósmica del Universo.

El "Big Bang" representa el crecimiento del espacio, primero de manera extremadamente acelerada y breve conocida como "período inflacionario", y luego sostenida, a un ritmo menor, en una expansión continua, primero lenta y después acelerada, impulsada por una misteriosa "energía oscura" que constituye alrededor de un 68% del total de materia y energía del Universo. Todo el contenido del Universo en forma de materia oscura (cuyo origen está por determinar, en proporción de un 27%) y como materia visible (que constituye algo menos de un 5%, el que forma las galaxias y sus estrellas), se alejan y separan debido a la expansión del espacio. Hace unos pocos meses se determinó que nuestro Universo contiene alrededor de 2.000.000 millones de galaxias (2 billones), y cada una de ellas puede contar, de media, con unos 100.000 millones de soles. Cada vez nos encontramos más empequeñecidos en este Universo infinito. Solamente usando la más alta velocidad, la de la luz (300.000 km/s en el vacío) y el tiempo, podemos establecer una escala de distancias, el año luz, para apreciar la inmensidad del espacio (un año luz es la distancia que recorre la luz en un año, es decir 9,46x1012 km o bien 9,46 billones de kilómetros).

Viajar a las estrellas es hoy en día territorio de la ciencia ficción. No tenemos ni el conocimiento ni la tecnología que permitan aproximarnos a velocidades cercanas a la de la luz o disponer de un método capaz de superar esas enormes distancias. La estrella más cercana al Sol, llamada "Próxima Centauri" (en la que se ha descubierto, por cierto, este mismo año un planeta de tamaño parecido a la Tierra), se encuentra a unos inalcanzables 4 años luz. Y esta distancia es nimia comparada con el tamaño de nuestra galaxia, que se cifra en unos 100.000 años luz (el sistema solar se encuentra a unos 30.000 años luz del centro galáctico).

¿Se han percatado por lo descrito hasta ahora de la relación entre espacio y tiempo? Debido a estas enormes distancias y a la velocidad finita e insuperable de la luz, todo lo que vemos en lo más recóndito del Universo está envejecido, y lo vemos como era realmente hace los millones de años indicados por la distancia que nos separa de ellos en tiempo-luz.

Incluso en nuestra cercanía, el amanecer del Sol, cuando lo vemos por primera vez todas las mañanas, conlleva un retardo de unos 8 minutos, que es el tiempo que tarda en llegarnos su luz (la distancia que nos separa del Sol es de unos 150 millones de kilómetros). Estos mismos rayos solares tardarán en llegar a Plutón, el planeta enano más lejano visitado por una nave espacial, unas 5,5 horas (la distancia que nos separa del mismo es de unos 6.000 millones de kilómetros). A pesar de las enormes distancias en nuestro sistema solar, comparadas con las que manejamos en nuestra vida cotidiana (la Tierra tiene un radio de 6.371 kilómetros), en tan solo los últimos sesenta años (algo menos de mi propia vida), hemos pasado de la puesta en órbita terrestre del primer satélite (el "Sputnik", lanzado en 1957) a llevar astronautas a la Luna (a unos 400.000 kilómetros de distancia de la Tierra) y a recorrer y visitar con naves autónomas todos y cada uno de los planetas del sistema solar, junto a sus cortejos de satélites, además de un buen número de asteroides y cometas.

Como dijo uno de los pioneros de la astronáutica, el ruso Konstantin Tsiolkovsky, "el hombre da sus primeros pasos en la cuna, pero acaba abandonándola". Llevamos 150.000 años en el planeta y es en los últimos 60 años cuando hemos sido capaces de abandonar esa cuna llamada Tierra. Avanzados telescopios y naves espaciales nos esperan en pocos años y con ellos podremos sondear los cielos más profundos y escudriñar los mundos más lejanos, transportándonos a un pasado cada vez más apasionante. Queda todo un universo por explorar y comprender.

Fotos: Mikel Mtz. de Trespuentes. UPV/EHU