1000 galaxias por minuto!

Después de una prolongada interrupción y esperando que los pocos lectores que habían desarrollado algún habito para leer este blog, todavía estén por ahí esperando que se publique semanalmente una nota, regreso este fin de semana para contarles sobre una iniciativa que curiosamente esta relacionada con una idea que se me vino a la cabeza la semana pasada durante una conferencia de computación avanzada.

1,000 galaxias por minuto no es el ritmo al que las galaxias chocan en el Universo, ni el número de las que descubren los telescopios en Tierra en esa unidad de tiempo, mucho menos la velocidad a la que nacieron estos racimos estelares en el Universo jóven. Esta es la rata con la que las millones de imágenes de galaxias registradas por el Sloan Digital Sky Survey (SDSS) son analizadas y clasificadas por 85,000 cerebros humanos distribuidos por todo el mundo. ¿Sorprendente, no? Pero, ¿quiénes son esos privilegiados cerebros? no hay que ir muy lejos: usted puede ahora mismo convertirse en uno de ellos.

Me refiero a lo que científicos de la Universidad de Oxford y el Instituto John Hopkins han bautizado como el proyecto Galaxy Zoo, una ambiciosa y creativa iniciativa destinada a explotar el poder de computo de decenas de miles de cerebros alrededor del mundo, contenidos en el craneo de aficionados, profesionales, jóvenes, viejos, mujeres, hombres, cualquiera dispuesto a ceder parte de su tiempo y capacidad para resolver un inmenso problema de computo: clasificar de la manera más precisa posible el cerca de un millón de galaxias contenidas en los registros del SDSS.

Pero, ¿por qué utilizar seres humanos para realizar esta labor titániaca? ¿por qué no cederle la tarea a alguno de los supercomputadores más poderosos del mundo que podrían completarla inclusive en una fracción del tiempo? La razón básica es simple: el cerebro humano posee la capacidad de procesar información relativamente compleja de una forma espontánea y aparentemente no algorítmica (sin unas recetas determinadas o siguiendo procedimientos matemáticos establecidos) lo que le da el poder para realizar esta tarea de manera más precisa que un computador. Pero un sólo ser humano, e inclusive un grupo pequeño y altamente capacitado se vería en problemas para procesar la enorme pila de información que SDSS ha acumúlado sobre la forma de galaxias a todas las distancias a lo largo y ancho del cielo. ¿Para qué pagar un sueldo a 10 o 100 personas que se demoraran años analizando unos datos si podemos pedirle a decenas de miles de entusiastas de la astronomía a nivel mundial que desde su esquina en el planeta contribuyan con esta particular tarea? Esta es la idea detrás de Galaxy Zoo.

El modelo de este peculiar proyecto (aprovecho para agradecer a David Vasquez por hacerme saber de él hace unas semanas) tiene un especial parecido con el de la afamada iniciativa y red mundial SETI@Home (convertida ahora en uno de los proyectos de la plataforma de computo sobre internet BOINC). Como la mayoría de ustedes sabrán el proyecto “SETI en casa” busca aprovechar el poder de computo del que en su caso son mayoritariamente centenares de miles de computadoras personales conectadas a internet en practicamente todos los rincones del planeta, para realizar sofisticados análisis sobre las señales de radio capturadas por un par de grandes radiotelescopios en el mundo en el marco de la búsqueda por señales de una civilización extraterrestre. Este proyecto, que se lo podría llamar (tal vez sin el acuerdo de muchos académicos) el más puro ejemplo de computación ditribuida a escala mundial (Global Grid Computing, pure Grid, Intergrid) le ha dado paso de manera muy creativa al que se convierte en el primer ejemplo de una red de computo mundial que en lugar de utilizar computadoras de Silicio, se vale de las computadoras fisiológicas que miles de seres humanos llevan sobre sus cabezas! Como les decía al principio una idea como estas vino a mi cabeza durante una charla sobre computación Grid en la Conferencia Latinoamericana de Computación de Alto Rendimiento que se realizó la semana pasada (agosto 13 a 18) en la ciudad de Santa Marta, Colombia. Naturalmente en su momento para mí fue simplemente una inquietud curiosa que nisiquiera comenté con los participantes del evento y que consistía basicamente en pensar que si podíamos conectar miles de computadores en una inmensa red de computo que traspasara barreras institucionales, nacionales e internacionales, por qué no podríamos hacer lo mismo pero usando el cerebro de miles de personas que en últimas también es una máquina que hace cálculos pero que los realiza de una manera fundamentelmente diferente a los cerebros de Silicio en nuestros escritorios. Me complace muchísimo saber que finalmente los astronómos (que con los físicos han sido los jalonadores de los más importantes adelantos en computación en los últimos 50 años) hayan sido finalmente los primeros en explotar esta fantástica idea.

Pero en que consiste exactamente la tarea que resuelve este enorme “Grid de cerebros”. Las galaxias, que como ya he mencionado en otras ocasiones en el blog, son los ladrillos fundamentales del universo, adoptan formas específicas que son determinadas fundamentalmente por los procesos que dan lugar a su formación. A muy grandes rasgos la inmensa mayoría de las formas galácticas pueden clasificarse en 2 categorías básicas: galaxias espirales y galaxias elípticas. Ambos tipos de galaxias se sabe hoy por hoy surgen en procesos relativamente distintos y su abundancia o ausencia en una determinada región del Universo brinda interesantes pistas sobre los procesos de manufactura galáctica presentes allí. El reto es entonces determinar en el cerca de un millón (y creciendo) de imágenes de galaxias individuales acúmuladas por años por los telescopios del SSDS cuáles galaxias son de un tipo y cuáles de otro! Como ya había mencionado, si bien es posible encargar esta tarea a un computador que logra clasificar bien una galaxia si dispone de suficiente información (una imágen nitida, un fondo limpio, etc.) muchas imágenes son tan vagas y a veces complejas que la rata de equivocaciones es bastante alta. Pero los seres humanos (o nuestros cerebros para ser exactos) son capaces de descubrir sin mucho esfuerzo patrones, formas en una imágen sin necesidad de realizar complejos procedimientos de análisis y de cálculos matemáticos. Las mismas neuronas que usamos posiblemente para reconocer la cara de una persona que vimos solo un par de veces (un increiblemente complejo problema computacional!) podrían entrar en juego cuando a una persona se la coloca frente a una imagen galáctica para que la juzgue o clasifique. Mejor aún, nuestros circuitos crebrales, a diferencia de los circuitos electrónicos de los computadores, son reconfigurables y se modifican dinámicamente lo que nos da una capacidad sorprendente (para los estándares computacionales) de aprender y entrenarnos, de modo que nuestras habilidades se refinan con el tiempo haciendonos aún mejores para esas tareas específicas. Esta es fundamentalmente la razón por la que los creadores de Galaxy Zoo se inclinaron por los humanos en lugar de los supercomputadores para hacer su tarea.

Pero si algo caracteriza al cerebro humano es también su capacidad para equivocarse y aveces muy frecuentemente (“errar es humano!”). ¿Cómo podemos construir conocimiento científico a partir de resultados posiblemente con errores introducidos por la ignorancia o el cansancio de un cerebro que analiza una imágen astrofísica? Por suerte lo que buscan los astrofísicos es construir información “estadística” sobre la formación de las galaxias y la forma como el ambiente la afecta, de modo que algunos errores cometidos en el proceso de identificación seguramente no afectaran las conclusiones finales. Además de eso los diseñadores de Galaxy Zoo se aseguran que una misma imágen sea analizada por más de un observador y así contar con “la opinión” de más de un cerebro en cada caso, una estrategia también utilizada por SETI@Home donde la existencia de un pequeño error (aún uno cometido por un aparentemente infalible computador) puede ser la diferencia entre descrubrir a E.T. o el ruido de fondo de la Galaxia. A principios de este mes (Agosto 6 de 2007) el proyecto tenía más de 85,000 afiliados, analizando más de 60,000 imágenes de galaxias por hora (1,000 galaxias por minuto!) para un total de 12 millones de imágenes análizadas en poco más de 20 días desde la apertura del proyecto a mediados del mes de Julio de este año (2007).

Un pantallazo del sitio de Galaxy Zoo donde se muestran parte de las galaxias que yo personalmente he clasificado.

Aparte de todo esto hay una cosa que hace aún más romántico (dejenme decirlo así) este proyecto: cualquiera puede participar de él! Es más (me atrevo a decirlo) entre menos sepas de Astrofísica mejor! Los mismos creadores del proyecto reconocen que los astronómos no podrían realizar probablemente de manera tan efectiva el proceso de identificación de una galaxia cuya imágen no es tan clara debido a que al contar con mucha más información podrían buscar (y hasta inventar) detalles que un cerebro menos preparado no vería. Obviamente saber un poco de Astrofísica ayuda para entender la importancia de lo que se esta haciendo además de qué te permite reconocer que estas participando de un proyecto científico sin precedentes y que tus aportes serán usados probablemente para derivar resultados científicos.

Existe un único riesgo para quien desee participar en el proyecto Galaxy Zoo: volverse un adicto! Una vez se identifican las primeras manchas (a veces aburridas e informes) y empiezan a desfilar imagenes que retan tu capacidad para distinguir entre una galaxia elíptica y un disco espiral de canto, es díficil detenerse. Existen usuarios que reportan haber clasificado más de 50,000 galaxias en una semana y quien ostenta el record de clasificación va por las 152,000 galaxias en un poco más de un mes que lleva el proyecto. Las cosas se ponen más difíciles (especialmente para tus responsabilidades habituales que descuidas por estar frente al portal del proyecto!) cuando aparece (y no es tan raro) una verdadera diva, el cariñoso apodo que los usuarios de esta creciente comunidad dan a las galxias que exhiben una imágen espectacular!

Aún con todo esto estoy dispuesto a volverme un adicto de la clasificación galáctica. Peores vicios lo acosan a uno todos los días!

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

P.S. La única nota negativa de todo esto y como es costumbre la ponen los mal llamados “comunicadores científicos”. No se sabe quiénes son peores, si aquellos que al conocer esta curiosa noticia la pasan por alto porque no incluye ninguna de las palabras mágicas “agujero negro”, “stephen hawking”, “big-bang”, “vida extraterrestre”, etc. o aquellos que increiblemente tienen la sensibilidad para reconocer que en esto hay algo interesante pero que (como decimos en mi tierra) saben más de maternidad de gallinas. Para la muestra, dejenme transcribir para ustedes algunos apartes de una nota (la original referida a mi por David Vasquez) publicada en ABC.es (un periodico español relativamente importante): “Científicos de las universidades de Oxford y Portsmouth (Reino Unido) y Johns Hopkins (Estados Unidos) invitan a los internautas a clasificar la Vía Lactea mediante la observación de imágenes captadas por el telescopio Sloan Digital Sky Survey (en Nuevo México) con una resolución de 142 megapíxeles.”

Por donde comenzar a analizar las burradas de este parráfo que en lo único que parece atinar es en la ubicación de las instituciones lideres del proyecto. En primer lugar el Sloan Digital Sky Survey es un proyecto (el más ambicioso de su tipo) para levantar un completo mapa de la distribución de galaxias en 3 dimensiones, mediante el registrode millones de imágenes de practicamente todo el cielo. NO ES UN TELESCOPIO. En su primera fase el SDSS se ha valido de un telescopio especialmente diseñado ubicado en Apache Mount, Nuevo Mexico pero para la segunda fase que concluirá el año entrante otros instrumentos se han unido al programa. En segunda instancia y como ya habrán todos reconocido a partir del infortunado parráfo no se busca “clasificar la Vía Láctea” que como es bien sabido ya es una galaxia espiral con una moderada barra central, sino clasificar el casí un millón de galaxias observadas por el programa.

El texto continua más adelante afirmando: “A partir de las fotografías, deben distinguir cuáles son galaxias elípticas o espirales (y en qué sentido giran estas últimas).” En este punto el comunicador se equivoca en un aspecto más sútil que quizas es importante clarificar. Efectivamente además de distinguir si se trata de una galaxia espiral el observador debe indicar el sentido en el que se enrollan los brazos espirales, que sin embargo no es necesariamente el sentido en que las galaxias rotan, como lo señala el comunicador.

A pesar de estas confusiones se le concede a este medio de comunicación y al periodista, por hacer un esfuerzo para entender la iniciativa e intentar que la misma llegará al gran público.

Imagen: Tomada de http://www.astro.princeton.edu/~rhl/PrettyPictures

Para saber más:

• http://www.galaxyzoo.org
  El sitio oficial del proyecto Galaxy Zoo

• http://www.sdss.org
  El sitio oficial del Sloan Digital Sky Survey
  

Hijos del Principio de Incertidumbre

Hace poco mientras ofrecia una conferencia en la Universidad de Antioquia sobre la Radiación Cósmica de Fondo (Ecos del Big-Bang) vino a mi cabeza una idea, una conexión entre cosas que aunque nos parezcan absolutamente ajenas unas de otras tienen una profunda relación en la historia del Universo: el principio de incertidumbre y la formación de las galaxias. Como todo lo que pasa por mi cabeza en medio de una conferencia no se queda allí (aunque debería para que no salieran por mi boca un montón de cosas a veces irrelevantes y personales que no debería decir ante un auditorio) esta idea se convirtió en una frase que quedo resonando en mi cabeza aún hasta ahora: somos hijos (literalmente) del principio de incertidumbre.

Quienes estén suficientemente informados sobre algunos de los pormenores del desarrollo temprano del Universo (por lo menos como nos lo cuenta el modelo cosmológico aceptado – Big-Bang caliente + inflación) entenderan inmediatamente donde se encuentra la conexión señalada o porque le atribuyo a ese principio central de la teoría cuántica la paternidad de todo lo que nos rodea en el mundo inmediato. Para quienes no esten suficientemente informados quiero contarles aquí de donde proviene esta especial afirmación, pero también porque es en si misma tan espacial como para dedicarle una nota en este blog.

¿Cómo comenzar esta historia? ¿de atrás hacia adelante? o ¿del presente hacia el pasado? Veamoslo en esta última dirección. ¿De dónde salio el planeta en el que vivimos? La Tierra es (cosas más, cosas menos) un amasijo de materiales sólidos formados principalmente por elementos pesados (más pesados que el Carbono) que se creo por la coalescencia de fragmentos rocosos (planetesimales) hace más o menos 4,600 millones de años (más o menos 100 millones de años). Esos fragmentos, las piezas del lego que armaron nuestro planeta, surgieron originalmente por la aglomeración inicial de granos de polvo que flotaban libremente en la nube en la que se co-creo nuestro Sol. Los granos de polvo presentes en la nube de la que se formo el sistema solar, la materia prima de la formación de los planetas, son estructuras microscópicas formadas por el apilamiento de átomos de Silicio o Carbono enriquecidos en algunos casos con diminutos cristales de hielo. Esos granos se formaron en las atmósferas de estrellas envejecidas y gigantes que precedieron al Sol y en las que se dan las condiciones de densidad y temperatura apropiadas para que se produzcan esas asociaciones.

Hasta este punto podemos decir entonces que somos descendientes directos o que fuimos formados a partir de materiales pesados suspendidos en las atmósferas de estrellas gigantes que precedieron el Sol. Pero esos mismos granos de polvo no se habrían concentrado para formar planetas si no fuera porque el mismo proceso que formo las estrellas que precedieron al Sol, tuvo lugar también por estos lados.

Con todo, nuestro nacimiento es la conjunción de unas condiciones químicas apropiadas sumadas a la ocurrencia del fenómeno de colapso que sufren “espontaneamente” nubes de gas y polvo que flotan libremente en el disco de nuestra galaxia. Pero ese colapso espontáneo no es gratuito. Una bola de materia inmensa que flota en el espacio interestelar no se viene abajo por obra y gracia del espiritú santo (como decimos por aquí). Es más, los gases tienen una tendencia natural a dispersarse de modo que el colapso debe ser forzado por alguna condición normalmente externa. En nuestra Galaxia y en casí todas las demás galaxias esa condición se produce porque las nubes no estan aisladas. De vez en cuando una nube tranquila puede acercarse a una región de reunión de otras nubes y de estrellas y sufrir un efecto sútil de aplastamiento que conduce al colapso y a la formación posterior en su seno de muchas estrellas nuevas. En otros casos la explosión de una estrella cercana puede ser también el factor desencadenante de este acto creativo que produce al final bichos como nosotros.

Pero todo este milagro no sería posible sin que la materia bariónica (o sea átomos) en el Universo (ya pensado a muy gran escala) no hubiera encontrado la oportunidad inicial de reunirse en esos grumos atareados de formación estelar que llamamos galaxias. Todos estamos acostumbrados a pensar en que el Universo esta lleno de estos “Universos Isla” por algún tipo de necesidad cósmica. Si mañana crearamos un Universo nuevo ¿quién podría pensar en que no incluyera las susodichas galaxias, los ladrillos del Universo? Pues bien la cosa no es realmente tan fácil como lo saben los astrofísicos desde hace ya varias decadas. La existencia de esas concentraciones de materia bariónica donde finalmente las estrellas y los planetas nacen es realmente un milagro cósmico producto del principio de incertidumbre. Pero no nos adelantemos tanto al final de la historia.

Cuando se hace un exámen arquitectónico general del Universo, es decir se estudia la distribución de materia a muy gran escala (no a la escala de nuestra galaxia y ni siquiera a la escala de la distribución de galaxias vecinas) se descubre un hecho muy especial sobre su arquitectura: la materia y energía del cosmos estan regadas de forma más o menos igual por todas partes. La observación de la radiación cósmica de fondo, los ecos de los “juegos artificiales” de la creación, confirmó desde los años 60 este hecho. El Universo parece haber sido creado con una casí absoluta perfección. La materia puesta en su lugar sin preferencias por unos sitios sobre otros. A este hecho intuido ya desde tiempos históricos se lo denomina el principio cosmológico y se encuentra bien afianzado en las bases mismas de la cosmología moderna. Con un solo problema: ¿cómo puede un Universo perfectamente homogéneo parir galaxias? y en consecuencia ¿cómo podemos existir en un Universo tan “liso”? (sin mencionar otro par de inconvenientes que no viene al caso comentar.) He ahí el quid del asunto.

El problema descrito no es para nada nuevo en la cosmología y fue practicamente resuelto desde principio de la decada de los años 80. Si para usted es totalmente nuevo es porque lo único que nos esta llegando de esa década son videos trasnochados que pasan por VH1. ¿Cuál es la solución a este problema? ¿cómo pueden caber las galaxias en un Universo completamente homogéneo? La solución tiene un nombre sencillo y sonoro: Inflación. La inflación es un fenómeno que fue descrito por primera vez a principios de los 80s por Alan Guth y desarrollado posteriormente por Andrei Linde, Andreas Albrecht y Paul Steinhardt. El fenómeno explica (entre muchas otras cosas) que todo lo que vemos en el Universo observable (del que nos ha alcanzado a llegar luz en los 13,700 millones de años de vida que tiene) proviene en principio de una región submicroscópica de cosmos recien nacido, una región más pequeña que un átomo que durante una fracción miserable de segundo se expandio tanto que alcanzo dimensiones macroscópicas hasta hacerse “visible” y astronómicamente relevante. No hay que confundir la Inflación con la expansión del Universo. Esta última es un fenómeno que ocurre de forma tranquila desde que las más tempranas etapas del Universo y creemos continuara indefinidamente. La inflación fue una etapa de expansión increiblemente rapida (10⁶¹ es decir 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 veces más rápida que la expansión normal) que tuvo lugar por un tiempo absurdamente corto (10^-36 ó 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 0001 segundos) en la infancia más temprana del Universo. La “violencia” de la expansión fue tan grande que el Big-Bang (el momento mismo de la aparición del Universo) quedo completamente opacado por este fenómeno (yo personalmente me inclino a pensar que la inflación marco el inicio mismo del Universo). La fuerza brutal responsable de este fenómeno la produjo una forma exótica de materia-energía que llenaba el cosmos durante el proceso y que producía por sus propiedades particulares un efecto repulsivo responsable finalmente del resultado observado. Al inflarse el Universo la materia y energía contenida en esos “campos exóticos” fue convirtiéndose rápidamente en formas más inocuas de materia-energía, las mismas que posteriormente formaron toda la materia que conocemos y que hace nuestro mundo. La inflación se detuvo finalmente cuando los campos responsables se extinguieron definitivamente dejando un Universo estirado y lleno de materia y luz.

Pero, además de proveer la materia prima con la que se formarón los objetos astrofísicos miles de millones de años después, ¿cómo es que la inflación explica la formación de grumos densos como las galaxias? Si la energía contenida en el Universo preinflacionario fuera completamente lisa (igualmente distribuida por el espacio) no habría manera de explicar la formación de las galaxias. Sin embargo a escala submicroscópica, que es precisamente la escala de las regiones que se inflaron hasta formar regiones de tamaño astronómico, no es posible tener una distribución lisa de energía. ¿Por qué? por el PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE. El fin de nuestro camino.

Según la teoría cuántica (que es la colección de principios y leyes físicas que se sabe describen correctamente el mundo submicroscópico) las propiedades físicas de las cosas muy pequeñas no están establecidas de forma absoluta. Tomemos el caso de un electrón en un átomo. Según los preceptos de la teoría cuántica esta entidad física en la que todos pensamos como una pelótica diminuta e invisible, pero pelótica al fin y al cabo, esta lejos de ser lo que creemos. Propiedades como la posición, la velocidad o la energía, que para cuerpos grandes como una bola de billar son cantidades bien definidas, no están tan bien definidas para cuerpos microscópicos. La posición de un electrón por ejemplo es una cantidad que solo tiene sentido en ciertas condiciones. Por ejemplo su detección en una pantalla de televisor. Pero no tiene sentido en otras, por ejemplo cuando se mueve alrededor de un átomo la posición de un electrón es una cantidad incierta. Podría decirse que el electrón esta en todas partes y en ninguna al mismo tiempo. En el contexto de estas extrañas afirmaciones surge el principio de incertidumbre. Este principio (el papá de todos nosotros, no se les olvide!) establece que cuando una propiedad de un sistema microscópico queda expuesta o es bien definida, entonces otra propiedad se vuelve oscura e incierta. Es como si saber algo de un sistema microscopico fuera incompatible con saber otras cosas. Con todo resulta imposible saberlo todo sobre un cuerpo submicroscópico en un instante dado. El universo a esta escala es incierto y extraño.

Una consecuencia interesante (y verdaderamente a lugar en esta nota) del principio de incertidumbre es que la energía de un sistema microscópico (que para un sistema mayor es constante) puede fluctuar rápidamente sin que ello implique una violación del muy fundamental principio de conservación de la energía. La energía puede súbitamente ser mayor o menor siempre y cuando vuelva a su nivel normal en un tiempo muy corto. Es como si por concentrarse en ver que hora es exactamente, “dios” no se diera cuenta de cuánta energía hay realmente, y cuando vuelve su atención sobre el nivel de energía pierde su idea exacta de la hora que es: una incertidumbre mayor en la energía corresponde a una incertidumbre menor en el tiempo. Lea otra vez los dos parrafos anteriores.

Volvamos a la inflación: la región submicroscópica de la que surgio nuestro Universo estaba entonces llena allí y allá de fluctuaciones “cuánticas” de la energía que aparecían y desaparecían en tiempos increiblemente cortos. Esa energía se materializaba en esos cortísimos instantes en partículas del exótico campo inflacionario que desaparecían antes que dios se diera cuenta de los colados. Pero llego la inflación y muchas de esas fluctuaciones no tuvieron tiempo de desaparecer antes de ser amplificadas poderosamente hasta alcanzar niveles macroscópicos. Con ello lo que era un fenómeno eminentemente cuántico y propio del mundo submicroscópico adopto una realidad “astronómica”. Es como si el Universo hubiera sido hecho de una seda muy fina y extremadamente lisa pero que en un momento fue estirada a tal punto que sus defectos microscópicos, las fibras antes invisibles se hicieran visibles!

La materia que surgió a posteriori alrededor de esos lugares levemente más energéticos o más densos, formo las que al final se convirtieron en las semillas en las que terminaron acumulandose los bariones formando después de miles de millones de años las galaxias en las que habitamos.

¿Entonces? No sé ustede, pero yo después de esa conferencia, y de la fluctuación mental que me llevo a conectar mi nacimiento con el principio de incertidumbre respecto más a Werner Heisenberg.

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

Imagen: http://www.astronomy.com/asy/objects/images/redshift_sereis13_6_700.jpg
Una colección de imágenes sintéticas producidas apartir de los resultados de la Millenium Simulation, el proyecto más ambicioso de simulación del Universo más ambicioso de todos los tiempos. Se observa el desarrollo de las galaxias en el seno de las semillas que nacieron con la inflación.

Para saber más:

• http://urania.udea.edu.co/ciclonsc/index.php
  La página del ciclo de conferencias en Ciencias Espaciales “Nuevos Secretos del Cosmos” de la Universidad de Antioquia-

• http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_inflation
  El artículo de Inflación de Wikipedia en INGLÉS. Una buena lista de referencias y sitios en Internet relacionados.

Las fuentes originales:

• http://arxiv.org/abs/hep-th/0405053
  Una excelente y pedagógica introducción a la física del Universo temprano (nivel medio-avanzado)

Leyendo bajo la luz de la materia oscura

Después de esperar por meses por fin recibí otros dos números de Scientific American, mi revista de actualidad científica favorita (recomendada!) y el único medio impreso que verdaderamente me gusta leer. Al principio la revista me llegaba mes a mes hasta Medellín sin falta pero súbitamente la regla dejo de cumplirse a principios de este año. Esto me ha sometido a un prolongado período de abstinencia impresa en el que de vez en cuando me he visto obligado a leer otros medios impresos aún en contra de mi voluntad! (leáse TV y novelas, Jet Set, entre otras) Parece exagerado pero es que leer a Scientific American es delicioso. No sólo es entretenido porque puedes encontrar en ella temas que van desde el funcionamiento de un tostador hasta nuevas teorías sobre el origen del cancer sino también por qué es muy satisfactorio saber que lo que estas leyendo lo escriben expertos mundiales y no periodistas! Una gran diferencia que se nota desde el primer párrafo de los artículos.

No paso mucho tiempo después de que abriera el número de abril hasta encontrarme el primer artículo de Cosmología (una nota de una página en la sección de News Scan), un tópico que por su actualidad, interés y atractivo público es casí obligado mes a mes en la revista. En un parráfo al margen de la nota aparecía la siguiente frase “Deep in the core of the galaxy, you might literally be able to read by the light of dark matter [...]” (En lo profundo del centro de la Galaxia uno podría ser capaz de leer con la luz de la materia oscura). Una frase maravillosa, que como muchas frases escritas por buenos divulgadores científicos, resume en pocas palabras las que son ideas recientes sobre formas novedosas en las que la materia oscura podría dar a “luz” (literalmente!) radiación electromagnética. ¿Parece contradictorio no? Tantos esfuerzos por clarificar la definitoria propiedad de la materia oscura de no emitir ningún tipo de radiación por carecer de propiedades electromagnéticas (ver Mitos y Verdades sobre una Oscura Relaidad) como para que nos salgan ahora con que después de todo esta forma abundante de materia si puede “brillar”.

Pero un momento, no hay que apresurarse tampoco. La materia oscura, en su mas abundante forma de partículas masivas debilmente interactuantes (WIMPs), no ha dejado de ser considerada una forma de materia carente de propiedades electromagnéticas y completamente incapaz de producir o perturbar campos electromagnéticos. Las nuevas ideas (que realmente no son tan nuevas y han estado entre los expertos desde hace un par de años) proponen que la materia oscura podría producir radiación de formas indirectas pero consumiendo en el proceso su propia energía.

Dos son las formas posibles en las que la energía de la materia oscura podría ser transmutada naturalmente en algunos escenarios en energía radiante. El primero es uno bastante natural y común a casí todas las partículas en el Universo: la aniquilación de partículas y antipartículas. Toda la materia oscura que contiene nuestro Universo fue formada en las muy tempranas etapas de su historia. En aquellos tiempos la formación de partículas de materia oscura como también la formación de partículas convencionales (materia bariónica) se conseguia convirtiendo formas de energía “pura” (como la misma radiación electromagnética y otras formas de energía más exóticas) en partículas. Pero es normal que en los procesos de creación de partículas a partir de energía la naturaleza cree todo tipo de bichos pero en pares: cada vez que en el Universo temprano nació un electrón, nació con él también un hermano gemelo casí identico pero con una carga eléctrica (y otras propiedades más sutiles) completamente opuesta. Este “antielectrón” (llamado por los físicos positrón) nace porque la naturaleza que es muy sabia sabe que al crear un electrón le agrega una carga electríca al mundo que antes no existía. Pero si al mismo tiempo crea otra carga pero de signo contrario todos estaremos deacuerdo en que de forma neta no se agrego más electricidad al Universo. Pues bien, pares partícula antipartícula de todas las formas materiales fueron creadas en esas candentes etapas del Universo, incluyendo un número inimaginable de pares gemelos de WIMPs. Pero los gemelos (como la mayoría de los hermanos) no se llevan muy bien. Cada vez que una partícula “ve de frente” a su respectiva antipartícula una pelea intestina se desata y en menos de lo que tardan en crearse desaperecen definitivamente dejando detrás formas de energía diferentes. Este proceso que se conoce como aniquilación de pares ocurre por ejemplo de forma permanente en el centro del Sol donde positrones son creados en los procesos de fusión nuclear y luego aniquilados con electrones allí mismo donde se crearon (una fracción no pequeña de la energía que recibimos del Sol proviene de esa aniquilación!) La aniquilación de electrones y positrones, protones y antiprotones, quarks y antiquarks en las primeras fracciones de segundos del Universo es responsable de que todo el cosmos este lleno de esa luz que llamamos radiación cósmica de fondo.

Bueno, pero ¿dónde entra la antimateria y la lectura de una novela bajo la luz que ella emite? Por su increiblemente débil interacción muchas antipartículas de materia oscura (anti WIMPS) no han encontrado en todo lo que lleva de vida el Universo a otras partículas gémelas. El Universo estaría lleno de un mar de partículas y antipartículas de materia oscura, una dimensión de esta realidad que muchos posiblemente no habían considerado todavía. Pues bien, en algunos lugares del Universo, la gravedad (que actua por igual sobre la materia oscura y la bariónica) podría sacar de ese aislacionismo a las antiparticulas y partículas de materia oscura y ponerlas en contacto con el consecuente chispazo! La idea no es naturalmente nueva (aunque repito para muchos de nosotros no es muy natural llegar hasta ella). Lo novedoso de ella es que los efectos de esa aniquilación en ciertos sistemas astrofísicos podrían conducir a la producción de un exceso de luz que por otros medios no sería posible producir. Esto es precisamente lo que han propuesto y calculado Igor Moskalenko y Lawrence Wai de la Universidad de Stanford y del Stanford Linear Accelerator Center. Moskalenko y Wai nos invitan a pensar en el siguiente escenario: ¿Dónde podría la gravedad lograr en mayor medida el milagro de reunir a los WIMPs gemelos que desde el Big Bang no se ven? Distintos lugares en el Universo se ofrecen como sitios de encuentro. El más seguro de ellos es el corazón mismo de las galaxias. Muy adentro del abultamiento central de las galaxias de disco como la nuestra, la densidad de materia oscura es mayor que en el resto del Universo. Precisamente la materia bariónica que forma las estrellas y gases que configuran la galaxias se ha concentrado en esos lugares por el efecto atractivo de la gravedad de la materia oscura que supera en más de 4 veces la masa de la primera. Los procesos particulares que inducen la concentración de la materia bariónica en estos sistemas y que forman estrellas, planetas y agujeros negros supermasivos podrían contribuir aún más a concentrar la materia oscura en los centros galácticos. Aquellos lugares serían entonces testigos del encuentro “frecuente” (bueno ni tan frecuente porque la interacción entre WIMPs sigue siendo más débil que las de cualquier otra partícula) de WIMPs y anti WIMPS.

Aún en esas densas regiones de las galaxias habrían sitios aún más privilegiados para el encuentro: el interior de las estrellas! Esta que no es una idea muy nueva (realmente se le ocurrió a un par de astrofísicos cuando Michael Jackson todavía era negro por allá en 1989!) es bastante natural. Si en un lugar con una densidad muy alta de WIMPs se coloca un cuerpo muy denso (la estrella) las interacciones de los núcleos atómicos en la estrella con los WIMPs reducen la velocidad de algunos de ellos y estos empiezan a acumularse en el interior de la estrella. Según los cálculos de Moskalenko y Wai en la región muy densa cerca al centro galáctico, enanas blancas (que son también mucho más densas que estrellas normales) “capturarían” por ese mismo proceso WIMPs y anti WIMPs que empezarían a aniquilarse liberando en el denso interior de la enana su energía. Estas afortunadas enanas hace mucho tiempo extintas (recordemos que las enanas blancas son el residuo inerte del núcleo de una estrella liviana) empezarían a calentarse alcanzando su superficie una temperatura superior a los 100,000 grados y brillando poderosamente (al menos para el estándar de todas las enanas blancas). Una cosa muy curiosa en todo esto es que estas “quemadoras de WIMPs” como se ha dado en llamar a los objetos astrofísicos que sufrieran este tipo de procesos, brillarían practicamente por toda la eternidad consumiendo muy lentamente la materia oscura del bulbo galáctico que es prácticamente inagotable.

¿Pero es esta historia, que aunque parece muy creible, verdadera? No hay que olvidar nunca que de esto se trata la ciencia: propone y comprueba. En uno de sus últimos artículos los autores de esta idea han puesto de relieve las que podrían ser las primeras evidencias que apoyarían al menos uno de los aspectos de esta curiosa predicción. Observaciones hechas en el denominado Sloan Digital Sky Survey (un programa de observación sistemática y exhaustiva de todo el cielo) han revelado la presencia de un número de enanas blancas muy calientes (temperaturas mayores a 100,000 grados) cerca al centro de la Galaxia. Muchas de ellas podrian ser las “antorchas” alimentadas con combustible de WIMPs que Moskalenko y Wai han predicho.

De este modo (y parece haber otros modos también) la materia oscura no sería tan “oscura” como la pintan y en cambio podría ser el origen de la luz de algunos objetos astrofísicos atrapados en las regiones más densas de los centro galácticos.

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

Imagen: http://astronomy.swin.edu.au/~agraham/pictures/SMBH-2003b.jpg

Para saber más:

• www.sciam.com
  El sitio de Scientific American.

• http://www.sdss.org/
  Para los mas curiosos este es el sitio del Sloan Digital Sky Survey, uno de los más grandes programas de exploración y catalogación de las propiedades de los objetos del Universo.

Las fuentes originales:

• http://arxiv.org/abs/astro-ph/0608535
  Uno de los primeros artículos de Moskalenko y Wai sobre el tema.

• http://arxiv.org/abs/0704.1324
  http://arxiv.org/abs/astro-ph/0702654
  Los últimos trabajos publicados por los autores en relación con los “quemadores de materia oscura”

Agujeros Negros: ¿ser o no ser?

Después de algunas semanas de publicar notas sobre temas un poco bizarros es para mi siempre un placer volver sobre la Astrofísica y su siempre activa actualidad. Esta semana le llegó el turno a los Agujeros Negros (¿no dizque no iba a hablar más de temas bizarros?) y de la posibilidad de que estas entidades físicas cuya existencia ha sido larga e intensamente debatida además de desesperadamente buscadas a través de la observación, sencillamente no existan.

Hace un par de días recibí de un amigo, Alvaro Cano, una nota que él encontró en el boletín de noticias que publica la revista Science (http://sciencenow.sciencemag.org). No se exactamente cuál fue la motivación que llevó a Alvaro a ponerme en contacto con esa interesante nota (que en breve comentaré) pero supongo que fue porque de nuevo proviene del equipo del Doctor Lawrence M. Krauss, aquel carismático cosmólogo autor (con sus colaboradores) de algunos de los más originales trabajos en cosmología, astrofísica y física teórica y sobre uno de los cuales publicamos hace un par de semanas una nota en este blog (El Universo Futuro: ¿ignorante o esteril?).

Las nuevas ideas que publica el profesor Krauss y sus colaboradores, como siempre, son sorprendentes (aunque muy discutidas todavía en la comunidad científica): los agujeros negros podrían sencillamente no existir. O por lo menos no todos los que creemos (se salvarían los agujeros negros microscópicos que se hipotetiza podrían haberse formado en las primeras etapas del Universo.)

La razón para esta afirmación se resume fácilmente (mucho más difícil me será explicarlo): durante el proceso de colapso sin freno que sufre la materia que formará el agujero negro (por ejemplo el núcleo de una estrella en colapso), la masa-energía de esa materia literalmente se “evaporaría” antes de atravesar el denominado “horizonte de eventos” , el límite dentro del cuál ya no hay reversa y que define la naturaleza misma del agujero. La materia encontraría entonces una manera de escapar antes de ser sepultada y el agujero negro nunca se formaría.

Esta es la increíble conclusión a la que llegan Tanmay Vachaspati, Dejan Stojkovic y Lawrence M. Krauss en un artículo escrito originalmente en septiembre de 2006 y recientemente aceptado para publicación en Physical Review D. ¿Cómo lo logran?: (como decimos por estos lados) con mucho cuidado!

La primera consideración que hacen los autores de este original trabajo es la de describir el colapso colocándose en los pantalones de un observador que esta muy lejos del objeto (que llamaremos aquí el observador A por su posición “Apática” frente al fenómeno). Esta es una posición bastante apropiada porque es precisamente la que tendrían TODOS los observadores con una capacidad para comunicarle algo a los demás (si estas muy cerca al agujero negro entonces puede que los cables de noticias que envíes a tus compañeros en la Tierra nunca lleguen!). ¿Qué hay de novedoso en esto? Normalmente la formación de un agujero negro o el destino de la materia que cae “dentro” de él se hace desde la perspectiva de un observador que cae libremente hacia el agujero (observador que denotaremos aquí S de “Suicida”). El problema es que lo que perciben esos dos observadores es fundamentalmente diferente de acuerdo a los preceptos de la Teoría de la Relatividad. El observador S (pobrecito!), además de experimentar un efecto de marea aplastante, cae sin mayores inconvenientes hacia el agujero negro e incluso cuando atraviesa la temible barrera de no retorno del horizonte de eventos no siente absolutamente nada. Sus relojes cronometran un tiempo finito (muy corto realmente) entre el momento en que se lanza al agujero y el instante final en el que perece en la “singularidad” central. El observador A percibiría la muerte de su colega de una manera muy diferente. Al acercarse al horizonte de eventos el reloj del suicida (según la percepción del observador A) se aletargaría y sus “tics” se harían cada vez menos frecuentes un efecto que es conocido como dilatación del tiempo gravitacional. Entre más cerca se encuentra el suicida del horizonte de eventos más lento funcionaría su reloj (según lo percibe el observador A). Teóricamente en el horizonte de eventos mismo los relojes del suicida y el suicida mismo se detendrían para siempre. De esa manera para el observador lejano el suicida caería como en cámara lenta hacia el horizonte de eventos y desde su punto de vista nunca atravesaría esa barrera. Pero lo mismo que le pasa al observador suicida le pasa a toda la materia que se precipita en el agujero negro. Desde un punto de vista exterior y muy lejano todas las cosas que caen o alguna vez han caído en el agujero se verán congeladas en el acto a muy poca distancia sobre el horizonte de eventos. Pero este que algunos llaman el “efecto membrana” no es novedoso para quienes estudian estos curiosos sistemas astrofísicos. De cualquier modo, muy a pesar de lo que percibamos en el exterior, en la “realidad” todos los cuerpos lanzados al agujero negro habrán efectivamente traspasado la barrera del horizonte y se habrán perdido para siempre en su interior.

La novedad descubierta por Krauss et al. es que en ese proceso de muy lenta caída hacia el agujero, la materia podría empezar a radiar naturalmente su masa-energía antes de acercarse a una distancia peligrosa del horizonte de eventos. Es como si desde un automóvil que descendiera sin control por una ladera hacia un desfiladero sus ocupantes empezaran a lanzar el contenido del automóvil hacia fuera para salvar esas cosas del inevitable destino. Para algunos sin embargo esto no es nuevo. Es bien sabido que antes de caer a un agujero negro la materia (que puede ser una estrella que paso peligrosamente cerca y fue destruida o la envoltura de una compañera gigante) “chilla” sin control antes de ser engullida definitivamente. Al caer es aplastada y calentada y emite abundante luz que puede ser detectada desde la lejanía. Esta es precisamente la manera como los Astrofísicos creen tener ahora evidencia de la existencia de estos objetos astrofísicos. Sin embargo la radiación a la que se refiere el trabajo de Krauss es de otro tipo. Esta relacionada con el tipo de radiación que Hawking habría predicho se produciría en el vacío circundante al agujero negro. Esta radiación denominada radiación de Hawking (todavía no observada) podría hacer a los agujeros negros criaturas mortales: según Hawking después de muchos eones un agujero negro terminaría emitiendo tanta radiación desde el vacío circundante que su masa-energía se reduciría a prácticamente nada. Se dice que los agujeros negros se evaporan.

Pero en el trabajo de Krauss et al. la radiación “erosiva” sería emitida incluso antes de que se formará el agujero negro. Con esto no habría chance de que la materia en colapso “armara” un objeto de este tipo. El proceso de pre evaporación emitiendo radiación pre-Hawking, como la han llamado los autores, ocurriría en un tiempo finito (no calculado en su trabajo) y haría por tanto inviable la existencia de los agujeros negros. Bueno, excepto aquellos que se formaran por razones distintas al colapso gravitacional que como las brujas nadie cree en ellos, pero que existen, existen!

Con todo esto la naturaleza parecería estar dotada de los mecanismos para que no existieran rarezas como los agujeros negros que tragan información sin control y la hacen desaparecer definitivamente. Usando la misma terminología que los expertos en la materia usan, existe algo así como una “censura cósmica” para que nazcan objetos tan bizarros como ellos

Jorge Zuluaga
Medellín – Colombia

P.S. Como todo en la ciencia, el trabajo de Krauss et al. es apenas el principio del que será seguramente un debate muy interesante (otro más!) sobre la formación y existencia de los agujeros negros. Siendo la filosofía de este blog la de no repetir los innumerables errores de la (pseudo) prensa científica criolla, el autor de estas líneas reconoce que lo escrito tiene un carácter eminentemente temporal, aunque no deja de ser interesante que estando lejos del quehacer de los teóricos, podamos conocer su juego parcial. Una recomendación final: lean el artículo original, aunque sea el resumen, la introducción y las conclusiones. De nuevo es mucho mejor recibir la información de primera mano que hacerla por terceros (léase el que escribe estas líneas)

Imagen: De la página de Joshua Edward Barnes http://www.ifa.hawaii.edu/~barnes/ast110_06/bhaq/Black_Hole_Milkyway.jpg

Para saber más:

• La nota original en Science Now http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2007/621/1

• La misma noticia publicada por Physorg.com http://www.physorg.com/news101560368.html

• El artículo sobre agujeros negros en Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Black_holes
  

La fuente original:

• El preprint del artículo original publicado por Krauss et al. http://arxiv.org/abs/gr-qc/0609024

OVNI: Objetos Voladores Neciamente Identificados

El pasado 24 de Junio se celebró el día mundial de la investigación Ufológica (International UFO Research Day). Una extraña efeméride de una aún más extraña disciplina intelectual que se encarga de estudiar los que por definición son eventos que de ser investigados a fondo dejarían de ser lo que son: "no identificados". Esta sencilla paradoja, que todos los que se hayan detenido a pensar habrán reconocido inmediatamente, es sólo la punta de un enorme Iceberg de inconsistencias y defectos racionales de una disciplina extremadamente atractiva para casi todo el mundo pero que no soporta el más mínimo y desapasionado análisis.

Sin querer entrar a negar las que seguramente son numerosas e innegables experiencias de un variado y multitudinario grupo de individuos alrededor del mundo que desde un 24 de Junio de 1947 (¿o antes?) vienen registrando la observación de lo que a su parecer son objetos voladores (si) identificados, quiero invitarlos a todos para que revisemos, uniéndonos a la efeméride y en lo posible sin apasionamientos, algunos cuestionamientos elementales sobre aspectos centrales de la "investigación" ufológica (que viene de UFO el acronimo en inglés Unknown Flying Object). Sin ser un experto en el asunto naturalmente (tampoco sabría como serlo!) voy a revisar algunos de los elementos comunes del fenómeno OVNI que a mi personalmente no me "cuadran" y que más bien van descuadrando algunas conclusiones básicas bien reconocidas, hasta por los no expertos y muy publicitadas en medios de comunicación, libros, revistas, panfletos, etc. Como toda lista (dejenme hacer siempre la advertencia) esta no es una relación completa de las inconsistencias que muchos de los que nos hemos abstenido de seguir muy de cerca los resultados de la "investigación" ufológica, reconoceríamos como evidentes y que todos los que estan metidos en el paseo parecen sostener sin mucha reflexión.

¿Por qué se llaman Objetos Voladores No Identificados (OVNI) si la conclusión (o más bien la hipótesis) es que se trata de vehículos tripulados por seres inteligentes extraterrestres? Esta ha sido siempre para mí la pregunta más obvia sobre el fenómeno UFO. "No Identificado" (Unknown) parece ser un calificativo bastante claro, no importa el idioma en el que se lo exprese. Existen plantas "no identificadas", minerales "no identificados", cuerpos astrofísicos "no identificados" que por razones obvias son el objeto de la investigación científica. El objetivo precisamente de esta última es el clasificarlos, entender su origen o buscar otros objetos parecidos. Pero los OVNIs se resisten. En primer lugar antes de que un evento de este tipo sea reportado como un verdadero fenómeno natural "no identificado" la mayoría de los individuos que perciben o registran estos fenómenos los clasifican inmediatamente en la más bizarra categoría: naves extraterrestres. De nada sirve ponerle en la mesa a un investigador ufólogico o a un testigo (creyente), posibles explicaciones (más "naturales") basadas en la climatología, la astronomía, la neurosicología o incluso la sociología, de que la observación de un fenómeno que por DEFINICIÓN no ha sido identificado puede ser explicado con fenómenos conocidos. La conclusión siempre es la misma (y el argumento también: "la Ciencia es demasiado cerrada"): practicamente todos los "objetos" que se muevan en el cielo, emitiendo (la mayoría de las veces) luz por su propia cuenta y siguiendo una trayectoria "errática" o díficil de creer para un vehículo humano son "irremediablemente" NAVES EXTRATERRESTRE. Hay poco lugar para la discusión. He tenido amigos (no expertos y muy apasionados) que a duras penas me han vuelto a hablar después de que trate de presentarles explicaciones alternativas para lo que para ellos fue un encuentro cercano del primer tipo. ¿Entonces?. En aras de la claridad yo sugeriria dejar de utilizar el término OVNI o UFO para referirse a estos fenómenos tan inequivocamente identificados. Tal vez sería mejor hablar de OVSI (Objeto Volador Si Identificado), en inglés EFO (Extraterrestrial Flying Object) o de forma más precisa pero impronunciable en español OBSLADI (Objeto Volador SIN-LUGAR-A-DUDAS Identificado).

¿Por qué los OVNIs (o más bien los OVSIs) tienen luces? Es un poco extraño, para mi es realmente muy sospechoso, que muchas de las naves extraterrestres avistadas alrededor del planeta hayan sido vistas en la oscuridad de un desierto o incluso en la mitad de una ciudad superpoblada, gracias a unos poderosos "rompenieblas" a veces de los más variados colores (en los años 60s y 70s se vieron los más sicodelicos de todos) y cuya función parece literalmente muy oscura. Revisemos un momento el papel que juegan las luces en los vehículos voladores humanos. Tal y como nos lo explicaría cualquier piloto civil o militar o un controlador de vuelo (ustedes pueden encontrar una expicación más accequible en el sitio aerospaceweb.org) las luces ubicadas en el exterior de las aeronaves tienen tres propósitos básicos: navegación, seguridad y para mejorar la visibilidad. Algunas de las luces son usadas para facilitar el despegue y el aterrizaje en condiciones pobres de luz. Otras (las de colores) se usan por ejemplo para indicar los lados de la aeronave (izquierdo y derecho desde la perspectiva del piloto) de modo que alguien que vea la aeronave a la distancia en la noche pueda saber si se acerca o se aleja. Otros indican si los motores estan prendidos, etc. Pero, ¿en una nave extraterrestre que papel juegan las luces? Se ha publicitado ampliamente en todos los medios de comunicación la tímida naturaleza de los visitantes extraterrestres como una explicación de por qué solo realizan encuentros con personas que no puedan poner en riesgo su misión. Sin embargo el uso de luces parece ser algo que va en contravía de pasar desapercibidos. Un buen avión militar de nuestra era puede (y debe en muchos casos) volar emitiendo el mínimo de luz, radiación infrarroja, señales de radio, cualquier cosa que revele su presencia hasta para la más primitiva batería antiarea o un soldado preparado para disparar a lo que se mueva. Ni siquiera el radar (un invento de principios del siglo XX) puede detectar la que me imagino sería para cualquiera de las timidas civilizaciones extraterrestres que nos visita una aeronave tan primitiva como un avión de combate F22. Yo pienso que ante este cuestionamiento los extraterrestres empiezan a quedar un poco mal parados ante los inventores humanos. ¿Para qué necesitan luces si no van a aterrizar en estrechas pistas como las de nuestros pobres aviones aerodinamicos? ¿con un tráfico relativamente bajo de naves desplazandose a velocidades cercanas a las de la luz en nuestro cielo para que colocar luces de colores que le informen a otros pilotos en que dirección se desplazan? ¿por qué quieren poner en riesgo la delicada misión que los trajo silenciosamente a la Tierra? Por favor expliquenme.

¿Por qué se producen subducciones (secuestros) en muchos casos acompañados de violaciones (arrestos sexuales)? Todos saben que la investigación ufologica no se reduce a estudiar (como yo superficialmente lo he presentado hasta este punto) la aparición de objetos voladores. No. Los encuentros registrados con civilizaciones de otros mundos van desde el simple avistamiento de sus naves (encuentros cercanos del primer tipo según una famosa clasificación reconocida por expertos y no expertos) hasta los casos más extremos de subducción por parte de los extranjeros o de visitas directas a sus naves (encuentros del tercer al quinto tipo) Lo preocupante de algunos de esos casos es que están acompañados de lo que cualquiera (incluidas las victimas) llamaría "violaciones" pero que los investigadores más juiciosos consideran como experimentos biológicos de cruces entre especies y otros objetivos cientificos. A mi no deja de sorprenderme sin embargo las escalofriantes historias de muchos testigos que son substraidos de sus habitaciones por extraños personajes que los inmovilizan sin tocarlos, los llevan hasta quirofanos en naves alienigenas y extraen allí por distintos medios sus celulas reproductivas (ovulos y espermatozoides). Algunas veces las extracciones se hacen por vía natural y en otras con sofisticados medios tecnológicos. Pero de nuevo estas horribles practicas que dejan pobres victimas traumatizadas que salen a contar por el mundo su historia, son al contrario de lo deseado una MALISIMA propaganda para la ciencia de los visitantes alienigenas. Después de viajar por decenas, centenares, miles o millares de años luz (como han llegado a afirmar algunos) estas civilizaciones utilizan primitivos métodos biotecnológicos (disculpenme los menores) como la mastrubación o una citología para extraer gametos. ¿Cómo pueden ser tan atrasados? Todos sabemos que si no fuera por limitaciones profundamente éticas y morales existirían ya fabricas de seres humanos fotocopias, creados a partir de CUALQUIER celula del cuerpo. Sin quererme meter en los asuntos de esas civilizaciones aparentemente atrasadas biotecnológicamente, me pregunto ¿por qué si lograron dominar el viaje superlumínico o la teletransportación, no fueron capaces de inventar la clonación? ¿por qué no pueden simplemente transportarse sigilosamente hasta la cocina de las victimas y recojer allí escamas de piel, u otras muestras genéticas intactas con las que aún nosotros que estamos en la infancia de la civilización podríamos crear una persona idéntica?

¿Por qué se esconden los extraterrestres? Creo que para ninguno de nosotros es un secreto que una de las conclusiones (o premisas) de la investigación ufológica es la que tiene que ver con la actitud huidiza y el caracter escurridizo de los visitantes alienigenas. Según he podido escuchar (seguramente no de fuentes autorizadas) algunas de las civilizaciones que visitan o más bien investigan a nuestro planeta y nuestra especie, no quieren ser detectadas por científicos ni por dirigentes políticos o gubernamentales por temor a alterar el desarrollo de nuestra especie, producir una reacción violenta en nosotros o simplemente porque no les interesa publicitarse. Pero yo no entiendo. Tal vez sería aceptable una actitud así en una civilización especialmente tímida, siendo naturalmente ella la única que nos visitará. Sin embargo hasta donde llegan los reportes más extraordinarios me atrevería a decir que a la Tierra la visitan (o la han visitado) más de 10 civilizaciones distintas (según lo registrado por testigos). ¿Por qué no hay entre ellas una civilización distinta que quiera comunicarse con quienes si les entenderían los mensajes que pueden transmitir (científicos, políticos, etc.)? ¿habrá entre ellos un tratado de no intromisión en los asuntos humanos? ¿cómo sancionaran a los que lo violan cuando bajan a secuestrar personas para llevarlas de paseo o a las que se ponen en evidencia frente a miles de personas en ciudades abarrotadas? ¿no habrá entre ellos científicos que como sucede con los científicos humanos, a veces van más allá de los intereses políticos y los tratados en pos de la investigación y el avance de la ciencia?. Yo llevaría la cuestión un paso más allá y formularía una pregunta más íntima: ¿qué haría la humanidad en caso de encontrarse en el lugar de los extraterrestres? Si en medio de nuestro largo y penoso trajín por la Galaxia llegaramos finalmente a encontrar un planeta donde florecierá la vida y existiera una civilización tan o menos avanzada que la nuestra y con la que no hubieramos establecido ningún contacto antes, ¿qué haríamos? ¿Zumbaríamos la superficie del planeta a baja altura en pequeñas naves (la nave principal la dejaríamos naturalmente lejos de los inquisidores telescopios y radares de la civilizacion visitada), prendiendo poderosos reflectores que revelaran nuestra presencia de forma indirecta pero evitando el contacto o la comunicación con cualquiera de esos seres? o ¿descenderiamos sigilosamente para robar material genético de algunos individuos incautos para realizar bizarros experimentos biotecnológicos? ¿A quienes contactariamos primero? ¿Descenderíamos en campos abiertos y poco habitados donde es más probable encontrar gente sin educación o intentaríamos establecer primero algunos contactos radiales en busca de ingenieros y cientificos que pudieran descifrarlos y que nos dieran la garantía de que después entenderían nuestro mensaje?

¿Por qué los individuos extraterrestres tienen formas corporales similares a la humana? Tal vez algunos investigadores ufológicos y seguidores de esta actividad intelectual empiecen a reir con esta pregunta porque es de lo más trillada y su respuesta tal vez la tengan preparada desde hace mucho tiempo. No sobra sin embargo volver a ponerla sobre la mesa en este ejercicio de clarificación. Les voy a describir en pocas palabras lo que para mí es un ser humano: una bolsa de organos alargada, sostenida por un endoesqueleto de la que sale una protuberancia donde se concentran los tejidos neurológicos y sistemas de percepción (incluyendo dos grandes receptores de luz) que viene extendida en varias direcciones por apéndices que a su vez se ramifican y que le ayudan a sortear obstaculos mecánicos en su entorno. Esta descripción morfológica global que comparten diría yo el 90% de los animales en nuestro planeta tal vez sea para algunos un tipo de ley natural: dados unos compuestos inorgánicos de los que se forman bolsas microscópicas vivas (celulas) que se reunen para formar individuos multicelulares estos últimos tendrían SIEMPRE la forma general indicada más arriba. Nada esta más lejos de la realidad que esto. La razón por la cual tantos animales comparten el mismo esquema de organización es la evolución. Casi todas las especies de animales que comparten esa organización (tronco, cabeza y extremidades) son descendientes trasnochados de unas pocas especies que sobrevieron las más inclementes condiciones que se produjeron en enormes extinciones masivas producidas a lo largo de la historia vida en el planeta. Tener 4 extremidades no es una ley de la vida. Es el resultado del más puro AZAR que en algún momento creo individuos de estas características que después de muy duras pruebas resultaron (como tal vez lo habrian sido otros con 6 o 5 extremidades que no fueron creados por pura casualidad) aptos para sobrevivir. Una característica como nuestro endoesqueleto es también el producto de una ruleta con MUCHISIMOS NUMEROS POSIBLES. Entonces: ¿cómo podemos conciliar esta idea con la evidencia tan abundante de encuentros con individuos extraterrestres que comparten las mismas características estructurales generales de un ser humano (un dedo más o menos, la cabeza más grande o más pequeña)? ¿cómo pudieron reproducirse de forma tan precisa las mismas condiciones para que la evolución en el planeta de proveniencia de los visitantes creará organismos con un diseño corporal tan parecido al nuestro? ¿Una casualidad? o tal vez ¿nosotros somos descendientes directos de esos mismos seres? y en ese caso ¿cómo explicamos nuestro parecido genético con el chimpance que esta lejos de ser capaz de pilotar una nave desde las Pleyades?

Si bien estoy seguro que todas estas preguntas pueden incomodar (¿o no?) a los investigadores y seguidores de la investigación ufologica, yo preferiría que usaran esas mismas cuestiones (que seguramente habran escuchado de otros no expertos) para refinar aún más sus teorías (si es que pueden, yo diría que no!) y tal vez hasta para poner a prueba mucha de la evidencia ufólogica que aparece todos los días alrededor del mundo. Con toda sinceridad les pediría que imitaran a la Ciencia al menos en ese mecanismo tan poderoso que es responsable por el avance mismo de esta empresa intelectual tan refinada y respetada, un mecanismo que en ámbitos no especializados se lo llama simplemente la duda! Si en el marco de un sistema de conocimientos no hay lugar a ninguna duda, una duda real, independiente, de fondo, entonces el sistema de conocimientos no es más ni menos que una religión. Amén.

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

Los Nostradamus de la Ciencia

Una de las formas favoritas que tengo para “venderles” la Ciencia a mis estudiantes (especialmente aquellos que no están muy convencidos de la importancia que ella tiene en su formación a pesar de usar IPODs miniaturas mientras dicto clase de Teoría Electromagnética en las Facultades de Ingeniería) es mencionarles una de las características más increíbles de esta forma de conocimiento: su poder predictivo. Todos parecen sorprenderse cuando les digo que la Ciencia tiene una faceta mágica, profética y que es naturalmente superior a prácticas mágicas como la astrología o la lectura del tarot! (que a propósito NO FUNCIONAN la mayoría del tiempo a diferencia de la ciencia que aunque falla acierta la mayoría de veces; mejor aún reconoce cuando falla!)

Piénsenlo un momento y se convencerán de que la Ciencia es mitad clasificación y sistematización del mundo y mitad profecía (perdónenme los epistemologos si el mitad-mitad de pronto es exagerado.) Una clase de física por ejemplo: “un tren se encuentra en la estación A y acelera a X m/s2 partiendo del reposo, ¿a qué distancia se encontrará de la estación después de una hora?” Nada que envidiarle a la astrología, ¿no? Química: “¿si se mezcla el ácido M con la base N entonces cuál será la sustancia resultante?” mejor que la lectura del tabaco ¿no? Bueno, hay que admitir que las predicciones de la ciencia parecen más aburridas, menos personales que las de la magia: “dada la posición de Júpiter en el cielo y las coordenadas espacio-temporales de la clínica en la que va a nacer mi hija, ¿será ella una abogada?” Pero digámonos la verdad: las predicciones científicas son honestas al tratar de “adivinar” lo que se puede adivinar basándonos en la evidencia existente y en el conocimiento acumulado por siglos sobre el modo en el que funciona el mundo.

Pero un momento. No hay tampoco porque subestimar el alcance de algunas predicciones científicas respecto a los que hace la magia. ¿Que tal si le digo (como lo hicimos en la nota de la semana anterior) cuál será el futuro de la ciencia de aquí a 100,000 millones de años? Tal vez su respuesta sería, como diría el gringo, “boring!” osea “todavía muy aburrido”. Bueno y si le cuento en qué va a terminar el planeta de aquí a 5,000 millones de años. Usted diría “muy lejos para mi descendencia inmediata”. Esta dura la cosa; intentemos con esto: ¿que tal si le digo cuál será la temperatura media de la Tierra en 100 años o el nivel del mar en 50? ¿ya le empezó a sonar por qué tiene una finquita en la costa?. O tal vez si me pongo en una posición más extrema y le digo que no habrá tantas plantas sobre el planeta (solo unas yerbas miserables) de aquí a 600 millones de años (y no precisamente por culpa del calentamiento global!)

Tal vez con esto (o tal vez no!) se haya convencido un poco de que leer un horóscopo es más inútil que hacer una carrera científica de 10 años (bueno lo último es más largo pero al final usted recibirá un gorrito puntiagudo y el título de “mago”, aunque ninguno lo admita!) Si es una persona práctica simplemente deberá admitir que esas formas de magia modernizadas como la Astrología-Tárot tienen un papel psicológico (muy respetable pero que debería costar menos) más que uno verdaderamente predictivo COMO EL QUE SI TIENE LA CIENCIA.

Bueno ¿a qué viene todo esto? Dos cosas me motivaron esta semana a escribir sobre el muy poderoso y mal comprendido o divulgado poder profético de la Ciencia: primero la participación del Simposio Internacional “De la Tierra y del Cielo” en el Planetario de Medellín, celebrado en conmemoración de los 50 años del Año Geofísico Internacional y como parte de las actividades en Colombia del Año Heliofísico Internacional, donde entre muchas otras cosas se habló del calentamiento global y el futuro de nuestra sociedad y el planeta (un futuro que no fue predicho por Nostradamus, al menos hasta ahora). El segundo una nota de prensa que me encontré en el sitio de noticias de Science@Nasa sobre el desarrollo de un nuevo método para predecir la llegada de las muy nocivas y dañinas tormentas de radiación solares.

Con estas dos cosas en mente, recorde la cantaleta de “mago-científico” que le descargo a mis estudiantes de ingeniería y me animé a publicar en mi blog una reflexión al respecto. ¿Pero como organizar esta reflexión? El tema es casi tan interesante como para escribir medio libro (algún día será!) pero yo no tengo mucho espacio aquí ni en sus apretadas agendas como lectores como para venirme con todo lo que se me venga a la cabeza sobre el tema (y créanme que mientras reviso la ortografía de la última frase se vienen a la mente 40 párrafos al respecto.) Además este es un blog de Astrofísica y no de epistemología. Esta última es sin embargo una condición bastante afortunada porque la astrofísica también es una de esas ciencias que esta llena de predicciones. Una de sus más importantes funciones es la de contar como fue el pasado del Universo pero también como será su futuro.

Se me ocurre entonces, si les parece bien, que hagamos el ejercicio de enumerar (ya saben también que me gustan las listas) algunas predicciones que en principio estaría en capacidad de hacer la Astrofísica sobre algunos de los eventos más increíbles, extraños y hasta cruciales para la historia de la humanidad. Algunas de las supuestas predicciones que presento son más bien esperanzas o posibles destinos, pero igual hablan seriamente sobre el futuro como es visto desde la ciencia. Una cosa muy importante antes de comenzar: la mayoría de las predicciones que enumero a continuación son inciertas aunque se basan en hechos científicos muy ciertos. Es lamentable que esta advertencia no aparezca (ni pueda aparecer) al principio de todos los horóscopos:

¿Cuál será el destino de la Tierra como planeta? La mayoría de nosotros piensa o sabe que la Tierra tendrá uno futuro nada agradable para un sitio tan especial como este. Después de sufrir una infinidad de transformaciones geológicas (los continentes seguirán a la “deriva” por otro tanto mientras el manto debajo de ellos pueda mantener ese movimiento y se destruirán y formaran nuevas montañas) y biológicos (a pesar nuestro la evolución seguramente continuará y habrán extinciones masivas y quizás explosiones de vida que repoblen lo que dejemos!) al final nuestro planeta como un todo será engullido por la envoltura del Sol envejecido que después de brillar otros 6 mil a 7 mil millones de años se convertirá en una estrella 100 veces más grande (y hasta más) de lo que es ahora. El destino de nuestro Sol ni siquiera lo incluyo como una predicción aparte porque es de las visiones del futuro que más clara tienen nuestros “mediums-científicos”, una predicción basada en la observación de miles de estrellas que han sufrido el mismo destino sumada a la información proveída por sofisticados programas de computador que son capaces de utilizando las leyes de la física ir reconstruyendo eón a eón lo que pasa en el interior de las estrellas. Volviendo a la Tierra, el ignominioso futuro predicho es uno de varios escenarios (un buen profeta-científico no haría una única predicción). Otros han calculado que al crecer el cuerpo de nuestro moribundo Sol, la interacción de nuestro planeta con la envoltura de la estrella aumentará y podrá ocurrir que parte del impulso angular de esa envoltura sea transferido a nuestro planeta cuya órbita crecerá lo suficiente antes de ser engullido y evaporado completamente dentro del ardiente interior solar. Naturalmente sobre la superficie de nuestro planeta no quedará forma visible de vida, ni agua líquida y tal vez ni montañas que se desmoronarán cuando la temperatura de la superficie crezca al nivel en el que la roca empieza a fundirse. ¿será mejor que nos trague enteros el Sol antes de que veamos nuestro planeta como una esfera lisa y estéril?

¿Estarán allí los anillos de Saturno para siempre? La más simple “carta astral-científica” de los Anillos planetarios reza de esta manera: los anillos planetarios son sistemas físicos inestables. La respuesta es definitivamente no. Por casualidad estamos viviendo una época dorada para Saturno y la Astronomía. Una época en la que este cuerpo, que sería de otra forma simplemente el segundo planeta del sistema solar y no la “joya del cielo”, esta “adornado” de una densa nube de detritos de hielo y roca que refleja suficiente luz como para ser vistos como una serie de discos macizos alrededor suyo. Con el tiempo la interacción entre las propias partículas que forman los anillos, las perturbaciones que ellas reciben de las lunas del planeta y la interacción misma con Saturno irán erosionando los anillos hasta que en el lapso de unas decenas a centenares de miles de años desaparezcan ante la mirada atónita de nuestros astrónomos. Por supuesto no ocurrirá de un día para el otro de modo que no puedo darles una hora, un día ni siquiera un año preciso, pero la Ciencia no duda en apostar que los anillos de Saturno no estarán ahí para siempre!

¿Sera la Tierra golpeada por un Asteroide o un Cometa en el futuro como lo hemos sido en épocas precedentes? No es un secreto que la Tierra ha sido mal tratada por el Sistema Solar en el pasado, como lo han sido también los demás cuerpos que rondan el Sol. Algunos eventos han sido de inusitada violencia. La Tierra recuerda especialmente un “pepazo” que recibió hace unos 3,500 a 4,000 millones de años que logro desprender de su corteza y manto enormes cantidades de material que en buena parte volvió a caer pero que en otra quedo en órbita alrededor del planeta y se agremio para formar la Luna. Más recientemente tenemos evidencia de un impacto de dimensiones colosales que pudo causar un desequilibrio ambiental suficientemente grave como para acelerar o producir la extinción de una buena parte de la vida en la Tierra. Bueno, pero eso es el pasado. ¿Qué nos pueden decir los profetas de la ciencia sobre el futuro? Dice la “bola mágica-científica” que si bien la “carta astral” de los centenares de asteroides que amenazan la Tierra al dar vueltas alrededor del Sol en órbitas que cruzan de cerca la de nuestro planeta (llamados también PHA o Potential Hazardous Asteorids) no parece indicar hasta ahora que el destino de ninguno de ellos se cruce literalmente en el futuro con el de nuestro planeta, existe una importante cantidad de cuerpos de dimensiones respetables (cerca a 1 km de diámetro) deambulando por ahí sin ser descubiertos y que eventualmente podrían amenazar nuestro “tranquilo” planeta. Pero en la ciencia, y más si es como en tantas cosas el azar el responsable, lo que ha sucedido en el pasado y tiene un chance de ocurrir en el futuro, SUCEDERÁ. El hecho de que descubramos y predigamos con precisión la órbita de los más de 2,000 asteroides que amenzan la Tierra no significa que evitemos que uno de ellos por razones completamente aleatorias encuentre su destino estrellándose contra nuestro planeta. ¿cuál será? ¿dónde esta? ¿cuándo ocurrirá ese desastroso encuentro? Hasta ahí llega la Ciencia, por lo menos con la información disponible.

¿Florecerá la Vida en Titan? Dice el “Tarot-científico” que cuando se examina el destino del Sol, ya descrito brevemente en una predicción anterior, las condiciones reinantes en el Sistema Solar en un futuro muy remoto (posiblemente en unos 3 a 4 mil millones de años) serán tales que probablemente la Superficie de Titan (la Luna más grande de Saturno y la única en el Sistema Solar con una atmósfera tan consistente como la de los planetas terrestres) tenga condiciones aptas para que fluya el agua líquida y porque no florezca la vida. Pero a diferencia del Tarot convencional, el equivalente científico es más cuidadoso y juicioso a la hora de emitir predicciones sin contar con otra información marginal que pueda ayudar a construir una imagen más precisa del futuro. Nuestros “lectores-del-tarot-científicos” reconocen sin embargo que la vida es un fenómeno muy complejo y que su aparición a partir de una semilla inorgánica no es nada sencilla (los tarotistas convencionales no le preguntan a su paciente nada de su pasado para predecir el futuro un error grave en este negocio que lamentablemente no afecta lo mucho que siguen ganando). En la Tierra a la vida le tomo como mínimo unos centenares de millones de años para aparecer un forma microscópica (bolsas de sustancias orgánicas y moléculas de ARN y ADN muy sencillas) y más de 3,000 millones de años en convertirse en peces y gusanos. ¿Tendrá todo ese tiempo Titan? No! Eso es lo que dice la “bola-mágica-científica”. En las últimas etapas de la vida del Sol, todo ocurrirá más rápido y con la misma rapidez con la que Titan será apto para la vida, dejará de serlo! Una posibilidad debe considerarse: tal vez la vida si “peleche” en el futuro Titan, pero no una vida autóctona, “titaniana” (el gentilicio de Titan no se lo han inventado así que me tome la libertad) sino tal vez los descendientes de la contaminación por esporas y otros organismos extremos en estados de hibernación que sobrevivieron el viaje interplanetario, la entrada y “atitanizaje” de una sonda humana y el prolongado sueño de miles de millones de años que le espera a la Luna antes de que puedan despertar y tal vez diversificarse y poblarla. Los “titanianos” del futuro tal vez serán descendientes directos de organismos terrestres. Ahora esto si se va pareciendo a un horóscopo!

Me quedan más: ¿cuándo y dónde va a explotar la próxima supernova en la Galaxia?, ¿sobreviviremos como especie en un futuro geológico o astronómico?, ¿siempre habrá eclipses de Sol?, ¿estará la Luna siempre allí?, ¿cuándo ocurrirá la próxima eyección de masa coronal que afecte de forma importante nuestros sistemas tecnológicos como para darnos cuenta de esa amenaza inminente?, ¿colonizaremos Marte?

Con todo creo que la Ciencia (y Astrofísica en particular) tiene muchas más profecías para entregar que hasta el más avezado de los astrólogos. A de ellas se extienden orgullosas en un futuro en el que probablemente la humanidad, con su conocimiento y periodicos llenos de horscopos, siquiera exista.

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

“Y mi ñapa”: los que vivan en Colombia y compartan conmigo ese descontento por el hecho de que cada periódico tenga un “horóscopo-tarot”, deben estar felices por la SABIA decisión de los editores del diario el Tiempo de colocar en la edición impresa el “Tarot de Mavé” en la misma página que la sección de humor. Error: no esta en la misma página, es parte de la sección de humor! Ojala otros diarios en el mundo imitarán (si no es que ya lo hacen) este sabio mensaje editorial.

Para saber más:

• http://science.nasa.gov/headlines/y2007/25may_costep.htm
  La nota original sobre el nuevo método para la predicción de la llegada de una tormenta de radiación solar.

• http://urania.udea.edu.co/facom/events.php#IHY2007
  Una de las conferencias ofrecidas en el simposio “De la Tierra y del Cielo” celebrado en el Planetario de Medellín entre el 15 y el 17 de Junio de 2007.

El Universo futuro: ¿ignorante o estéril?

Llevo ya dos semanas publicando en este espacio grandes notas que parecen capítulos de un libro sin escribir más que las entradas de un blog. Al mismo tiempo me sorprendo por la capacidad de algunos “blogeros” para escribir entradas de tan sólo un par de líneas y convertir al mismo tiempo sus espacios en blogs muy leídos y referenciados. Bueno, trataré al menos esta semana de dejarles una nota que no los deje sentados (y aburridos!) más de 5 minutos frente a este blog.

Me encontré hace poco en Space.com (mi sitio preferido de noticias de ciencias espaciales en Internet, se los recomiendo!) una muy especial nota sobre un trabajo publicado por quien es uno de los cosmólogos mas sui géneris de nuestros tiempos, Lawrence M. Krauss (bueno el se autodenomina un físico teórico, pero casi todos sus trabajos científicos son en cosmología, especialmente en tópicos relacionados con materia oscura!) Krauss es un cosmólogo único (como descubrirán si profundizan un poco en su a veces muy curiosa producción!) que se atreve a hablar aún en los círculos más especializados de temas que normalmente se dejarían a filósofos o a los teólogos y que otros cosmólogos tratarían solamente en el contexto de la divulgación científica.

La última ocurrencia de Krauss y de Robert Scherrer coautor del trabajo al que me refiero aquí, fue la de pensar como será la investigación en cosmología para una civilización que viviera en un futuro muy remoto separado por 100 mil millones de años del presente. Tal vez para la mayoría de nosotros esta es simplemente una pregunta loca que viene de la mente de un científico que ha imaginado como el Universo se irá desbaratando por la aniquilación de la materia oscura (ver el segundo artículo referido en “las fuentes originales”) o que ha estudiado los límites de la conciencia en un Universo en expansión acelerada. ¿Rayado el hombre, no? Sin embargo en una época en la que nos preocupa a todos el futuro de nuestra especie y nuestro planeta, de predicciones fin-de-mundistas relacionadas con hecatombes nucleares, desastres naturales auto infligidos o impactos de cuerpos astronómicos, por qué no preguntarnos también por el futuro del conocimiento sobre el Universo en el que vivimos y en el que seguramente deben vivir otros como nosotros. Pero no el conocimiento acumulado en nuestras bibliotecas o guardado en los “discos duros de Internet”, ni el que se transmite oralmente en las aulas de clase de astronomía alrededor del mundo. No. Krauss nos invita a pensar en la posibilidad de que en un futuro muy remoto para nuestras miserables escalas de tiempo, más allá de los límites incluso de la existencia de nuestra especie, de nuestras bibliotecas y de nuestros recuerdos, quienes investiguen el Universo no tendrán las mismas oportunidades de nosotros para descubrir todo lo que ahora sabemos. ¿Quién lo habría pensado?

Si le pidiera a usted que me aceptara que el Universo esta lleno de vida (no que hay vida en cada esquina del universo porque es distinto) y que tal vez en escalas astronómicas aquí y allá nace una nueva civilización, lamentablemente incomunicada de las demás por distancias casi infranqueables, entonces podríamos preguntarnos sobre la ciencia, sobre el conocimiento que esa civilización acumularía durante milenios o siglos sobre el Universo en el que vive. No dudaríamos que eventualmente descubrirían las leyes de la gravitación estudiando el movimiento de sus propios cuerpos planetarios, o que aprenderían como los núcleos atómicos se pueden modificar para producir energía (fisión y fusión nuclear) y que esta última sería la clave para explicar por qué brillan las estrellas que verían en sus alienigenas noches. Pero ¿qué sabrían sobre el Universo como un todo? ¿cómo sería su cosmología? ¿tendrían su propio Edwin Hubble que revelara la existencia de una “fuerza” expansiva natural que separa las galaxias unas de otras? ¿sabrían de un Big-Bang? Tal vez no! Esa es la “conjetura” de Krauss y Scherrer.

La razón por la cuál argumentan estos autores que la Cosmología se modificará radicalmente de aquí a unos 100,000 millones de años será el aislamiento al que nos someterá la expansión cada vez más rápida del Universo. Creo que para ninguno de nosotros es ya un secreto el hecho de que nuestro Universo se hace más grande (contiene más espacio) conforme pasa el tiempo (expansión) pero que además el ritmo al que las galaxias se separan unas de otras por ese mismo efecto en lugar de disminuir como lo hace la velocidad de ascenso de una pelota que sucumbe inevitablemente a la atracción gravitacional de la Tierra, aumenta (expansión acelerada). Con ese aumento el número de galaxias remotas que podemos ver desde nuestro humilde rincón (y desde cualquier rincón que en nuestro Universo homogéneo es igual a los demás) disminuye con el tiempo. ¿Por qué? Cuando un rayo de luz sale de una galaxia remota en nuestra dirección enfrenta primero un largo camino por recorrer, un camino que tal vez le tomará “eones” (= miles de millones de años) en superar. Lo más triste para el pobre rayo de luz es que la distancia que tienen que recorrer aumenta constantemente por efecto de la expansión. Si pasa suficiente tiempo sin llegar (como ocurre en el caso de la luz que sale de los lugares mas remotos) entonces puede que nunca alcance su objetivo! El resultado es que una enorme porción del Universo es invisible para nosotros (y para cualquier civilización que tenga las mismas ganas de estudiarlo). La porción que podemos ver debe ser lo suficientemente significativa como para contarnos la historia del resto. Así ha sido hasta ahora. Al ritmo al que se esta expandiendo el Universo en el presente nuestra mirada abarca miles de millones de galaxias que se reúnen en enormes racimos alrededor de las “vigas” en las que se estructura el Universo. Podemos presenciar y medir la expansión y en algunos casos ver tan lejos y tan atrás en el tiempo que hasta podemos ser testigos del nacimiento mismo de algunas galaxias. Pero, ¿tendrán ese mismo poder las civilizaciones nacidas 113,000 millones de años después del Big-Bang? Tal vez no. La expansión acelerada habrá dejado incomunicados del resto del Universo a los más compactos grupos de galaxias, desde los que no se podrán ver ya otros grupos. Ante este panorama es sensato pensar que las civilizaciones futuras que habitarán esos verdaderos “universos isla” no tendrán una perspectiva tan completa del Universo y su evolución como la que tenemos por suerte los habitantes del presente. Sin la presencia de galaxias remotas la expansión será un hecho difícil de sostener científicamente. Los cosmólogos del futuro concluirán (equivocadamente) que habitan un Universo estático donde no ocurre ni ha ocurrido casi nada y desde siempre. ¿Big-Bang? ¿nucleosíntesis primordial? estos serán conceptos ajenos para quienes no tendrán siquiera evidencia de la existencia de la radiación cósmica de fondo (RCF), los ecos del Big-Bang, que como ustedes saben es hoy por hoy uno de los pilares observacionales de la cosmología. En el futuro remoto que nos “pinta” Krauss, la RCF estará tan estirada y diluida (hoy esta en la forma principalmente de microondas, detectables hasta por los aparatos de televisión de nuestras casas) que ni los más sensibles instrumentos podrán detectarla y eso si logra llegar hasta nosotros sin ser absorbida naturalmente por el entonces muy diluido medio interestelar.

El trabajo de Krauss nos lleva entonces a considerar los limites no de la materia o de las estructuras que ella forma (estrellas, galaxias y planetas) que sobrevivirán por mucho más tiempo, sino los límites mismos del conocimiento potencial que podemos extraer del Universo. De todas las empresas intelectuales la más damnificada será también una de las más fundamentales. La cosmología no volverá a ser la misma si es que algo queda de ella!

¿Terminamos? Así debería ser si fuera consistente con mi reflexión del primer párrafo. Sin embargo no puedo dejarlos ir sin soltarles dos reflexiones que van más allá del trabajo de Krauss et al. La primera tiene que ver con una posibilidad para salvar la cosmología. Elevemos las banderas de un nuevo movimiento que reemplace al “Salvemos las Ballenas” (un propósito que busca evitar la extinción de unos mamíferos que como tantos otros se extinguirán obedeciendo las “leyes” naturales de la evolución) por “Salvemos la Cosmología”. Tal vez la única manera de que las civilizaciones que heredaran la Galaxia sepan de la expansión del Universo, de la formación jerárquica de las galaxias, de la nucleosíntesis primordial, inflación, aniquilación primordial materia-antimateria es que les enviemos una señal. “Enterremos” una caja con los más importantes textos de Cosmología, cintas magnéticas llenas con los datos obtenidos por WMAP y con todos los papers publicados a partir de ellas en un siglo. No olvidemos incluir muchas fotografías y los mapas del Universo observable de el que para ese entonces será un remoto pasado. Libros de historia de cosmología donde aparezcan los nombres de grandes seres humanos que ayudaron a desenredar los misterios del que en ese entonces era un universo inteligible y todas aquellos recuerdos que nos permitan demostrar la importancia y grandeza que en algún tiempo tuvo la cosmología.

Un solo detalle creo se le escapó al Doctor Krauss (o tal vez no y yo estoy realmente exagerando). ¿Cuánta materia prima disponible para formar nuevas estrellas, planetas y civilizaciones inteligentes habrá en nuestro Grupo Local de galaxias dentro de 100,000 millones de años? En nuestra Galaxia se forma una estrella nueva más o menos cada año. Esa estrella convierte más o menos una cantidad de masa igual a la de nuestro Sol que originalmente esta en la forma de gas y polvo en un horno de fusión nuclear. Al morir devuelve una fracción de su masa al medio interestelar que logra reciclarse solo muy lentamente. Si suponemos que toda la materia en forma de gas en nuestra Galaxia (aproximadamente 10,000 millones de veces la masa del sol) se convirtiera en estrellas a un ritmo igual en el lapso de menos de 100,000 millones de años tal vez no habría más gas para formar nuevas estrellas. Esto sin contar las explosiones de formación estelar que se producirán seguramente durante la coalescencia de nuestra Galaxia con Andrómeda y otras pequeñas galaxias en nuestro grupo en los próximos 10,000 millones de años. Tal vez no puedan siquiera nacer nuevas civilizaciones dentro de 50,000 millones de años y evitemos tan ignominioso futuro para nuestros sucesores. Las que sobrevivan para entonces del fértil período que estamos viviendo quizás conserven todavía ese conocimiento (lo que confirma una vez mas la necesidad de apoyar el movimiento de “Salvemos la Cosmología”). No podrán demostrarle a sus nietos que lo que dicen los libros de cosmología es verdad (léase Génesis 1:1) pero les quedarán las fotografías raídas y las cintas magnéticas conservadas con cura en los museos de historia.

Con todo esto posiblemente el futuro del Universo, al menos en una escala como la indicada por Krauss et al. se debate entre la ignorancia y la esterilidad.

P.S. ¿Saben ustedes si existe un vocabulario “blogero”? ¿Ha reconocido la real academia de la lengua alguno de los términos que se utilizan para denotar la blogósfera, sus habitantes y actividades?

Jorge Zuluaga
Medellín - Colombia

Imagen: Tomada de Bad Astronomy (que a su vez la tomo quién sabe de donde!) http://www.badastronomy.com/bablog/2006/05/

Para saber más:

• http://www.space.com/scienceastronomy/070522_static_universe.html
  La nota original en Space.com

• http://www.scientificblogging.com/news/the_death_of_cosmology
  La misma noticia pero narrada desde otro punto de vista y revelando detalles no revelados en la nota de Space.com (la misma que fue copiada por centenares de sitios en Internet)

• http://www.phys.cwru.edu/~krauss/
  El sitio en Internet de Lawrence M. Krauss

Las fuentes originales:

• http://arxiv.org/abs/0704.0221
  El preprint original de Krauss y Scherrer.

• http://arxiv.org/abs/astro-ph/0702333
  Otro preprint de Krauss con ideas muy originales (y realistas) sobre el futuro del Universo.

• http://arxiv.org/abs/astro-ph/9902189
  Vida, el Universo y la nada.