Con lucidez, Mario Hamuy se pregunta, ¿cómo es posible que, en mucho menos de un segundo, una explosión haya dado el puntapié inicial y fijado las leyes que regirían todo lo que vendría? Esta es una de las preguntas más inquietantes elaboradas por la comunidad científica durante el siglo XX.
Los astrónomos, de forma increíble, han logrado remontarse catorce mil millones de años al pasado y adentrarse en ese dramático segundo en que se forjaron las condiciones iniciales de nuestro universo. El doctor Hamuy, en su maravilloso libro Viaje al Big Bang (Debate, 2022) nos invita a comprender este hito del universo.
Mario Hamuy (Santiago, 1960) es astrónomo y académico de la Universidad de Chile. Doctor en astronomía por la Universidad de Arizona. Su carrera científica se ha enfocado, entre otros temas, en el estudio de cúmulos de galaxias y la observación de Supernovas, trayectoria que lo llevó a ser distinguido con el Premio Nacional de Ciencias Exactas 2015. Entre sus libros destacamos, El Universo en expansión (Debate, 2015).
Mario, en verdad, cuesta concebirlo…
“La idea de que el universo haya surgido de una expansión desde un volumen más pequeño que un átomo es, sin duda, conmovedora. Pero, más allá de lo que nos asombre, la idea del Big Bang se sustenta en el hecho de que las galaxias se alejan entre sí. Por tanto, si nos remontamos en el tiempo, en algún momento en el pasado todo estaba concentrado en un espacio muy, pero muy, pequeño. Como las fuerzas de la naturaleza operan por medio de partículas elementales que se crearon hacia el final del breve impulso del Big Bang, las leyes universales que nos rigen provienen justamente de la explosión inicial”.
¿Cómo los astrónomos han logrado remontarse catorce mil millones de años al pasado y adentrarse en ese dramático segundo en que se forjaron las condiciones iniciales de nuestro universo?
“Los telescopios nos permiten observar hacia el pasado puesto que la señal de las estrellas y las galaxias de esos objetos ha debido recorrer vastos trechos de espacio a la velocidad de la luz. Así, mientras más lejos esté la fuente de luz, más atrás nos adentramos en el pasado del universo. Pero hay un límite infranqueable que se llama ‘fondo de radiación cósmico’ que es como la superficie de una nube opaca que llenó todo el universo en los primeros 350.000 años después del Big Bang. A pesar de esta ‘censura cósmica’, este fondo contiene valiosísimos detalles que podemos medir, y que son resultado de los procesos físicos del Big Bang. Mientras mejor lo podamos estudiar, más detalles podremos inquirir sobre lo que ocurrió en la intimidad del Big Bang. Es como tratar de mirar a través de un vidrio sobre el que se ha condensado la humedad”.
¿Qué permite comprender ese momento clave de la humanidad?
“Gracias a las observaciones del fondo cósmico hoy podemos saber con gran confianza el mecanismo que gatilló el Big Bang y cómo surgió nuestro universo a partir de ese puntapié inicial. La teoría del Big Bang no solo nos ilumina sobre el origen del universo sino sobre nuestra propia existencia”.
¿Cuáles son las bases en que reposa la teoría de Big Bang?
“En los primeros capítulos de mi libro las detallo. Por un lado, el alejamiento que experimentan las galaxias entre sí, nos lleva naturalmente a la idea de que el universo ha estado en un estado en expansión desde un volumen muy pequeño, además del descubrimiento del ‘Fondo de Radiación Cósmico’, que corresponde a la luz fósil del Big Bang, una evidencia que fue muy decisiva a favor de esta teoría. En tercer lugar, el modelo predice que el universo tendría que haber sido inicialmente un horno nuclear, en el que se habrían podido fabricar solo cuatro especies de átomos en los primeros minutos tras el Big Bang. Los telescopios modernos nos han permitido medir esa abundancia química primordial, la cual calza muy bien con la predicción del modelo Big Bang”.
¿Cómo explicaría la aparición del hombre en esta vastedad astronómica?
“Los computadores nos permiten calcular modelos de universo a gran escala a partir del modelo Big Bang, los cuales predicen con asombroso éxito la formación de galaxias, estrellas y planetas. El surgimiento de un planeta habitable como la Tierra se entiende muy bien a partir de las condiciones iniciales del Big Bang y las leyes que lo rigen. Hasta ese punto la física y la química permiten explicar la aparición de un planeta apto para la vida. Sin embargo, la transición de la química a la biología es un paso gigantesco que no se ha podido reproducir en un laboratorio”.
¿Por qué menciona que tampoco tiene explicación la aparición del ADN?
“Tal como lo indiqué, el proceso de la formación de la molécula de la vida, aún no se la podido reproducir en un laboratorio. Solo sabemos que está presente en la Tierra. ¿Fue una casualidad o es un proceso habitual en el universo? Esa es la pregunta que estamos abordando científicamente mediante la exploración de Marte, otros cuerpos del sistema solar y en exoplanetas”.
Mario, ¿es efectivo que hasta comienzos del siglo XX se pensaba que la vía láctea era todo el universo?
“Hasta comienzos del siglo XX el universo conocido era nuestra galaxia, la Vía Láctea con todo lo que contenía. En esos años algunos astrónomos comenzaron a cuestionar ese paradigma y proponen que había otras galaxias externas a la nuestra. El foco se puso en objetos llamados nebulosas, de apariencia difusa y borrosa. Fue justamente el estudio de un tipo particular de nebulosas espirales, lo que llevó a Edwin Hubble a concluir que se trataba de objetos que estaban situados a millones de años luz de distancia de la Tierra, es decir externos a la Vía Láctea. Dicho descubrimiento, publicado en 1925, cambió completamente nuestro entendimiento del universo”.
¿Cuál es el aporte de los observatorios del hemisferio austral, en la teoría de la expansión del universo y del Big Bang, como el de Cerro San Cristóbal, en el caso de Chile?
“En 1903, una expedición norteamericana del observatorio Lick de California, instaló un telescopio en una de las cumbres del San Cristóbal con el fin de medir las velocidades de las estrellas de la Vía Láctea. Aprovechando las capacidades de dicho instrumento, los astrónomos apuntaron el telescopio a la Nube Grande Magallanes, un objeto difuso y muy conspicuo del cielo austral. A partir de este estudio, el astrónomo Ralph Wilson afirmó, con gran intuición, que la Nube de Magallanes era un sistema externo a la Vía Láctea, anticipándose en una década al descubrimiento de Hubble desde California”.
¿Es efectivo que el universo se está contrayendo?
“No. El universo se encuentra en un estado de expansión y cada vez lo hace a un ritmo mayor debido a la energía oscura, descubierta desde Chile en 1998”.
¿Y qué pasará ahora?
“El modelo del Big Bang otorga la oportunidad de proyectar la evolución del universo en el tiempo e imaginarnos su destino. Por efecto de la energía oscura, las galaxias que hoy vemos, en algún momento en el futuro se alejarán de nosotros más rápido que la velocidad de la luz, por lo que dejaremos de verlas. Las estrellas de nuestra galaxia agotarán su combustible y se extinguirán gradualmente. La energía oscura se impondrá inevitablemente, conduciéndonos hacia un universo vacío. Todo esto puede sonar como un gran desperdicio, pero, aunque suene raro, el espacio vacío no es tan inocente y está lleno de partículas virtuales que se crean del vacío. Esto hará posible todo tipo de eventos improbables. Si bien la probabilidad de que estos eventos ocurran es muy baja, tenemos toda la eternidad del futuro para darle tiempo al tiempo para que sucedan. La energía oscura permite que todo sea posible en el futuro”.
¿Qué significado tiene para usted la vastedad del universo y qué sentido tiene?
“El Big Bang nos enseña que nuestra existencia descansa sobre un vasto universo con 100.000 millones de galaxias, una red gigantesca que evolucionó durante 14.000 millones de años, desde lo simple a lo sofisticado. Quizás haya otras civilizaciones (aún no lo sabemos) pero también es concebible pensar que vivimos en un universo despilfarrador y que estemos solos en el universo. Más allá de esas posibilidades, tal como lo explico en el libro, la astrofísica nos enseña que tuvieron que ocurrir un sinnúmero de casualidades para que el ser humano habitara el universo”.
¿Cómo cuáles?
“La aparición del ADN en la Tierra es aún un misterio sin resolver y la selección natural que describe la evolución de la vida descrita por Darwin, no obedece a ninguna planificación externa sino a un proceso aleatorio. La presencia de vida en la Tierra es un hecho realmente extraordinario resultado del azar, por lo que no creo que haya habido un propósito en las leyes de la naturaleza o en una planificación externa para hacer que las cosas fueran como son. Al estudiar el universo la humanidad ha llegado a conocer sus propias raíces y ha descubierto que somos hijos del azar, sin mediar un agente externo que hiciera que las cosas fueran como son. Nuestro futuro y supervivencia está en nuestras propias manos. Es a nosotros mismos que nos corresponde generar un propósito para nuestra existencia y uno de ellos es explicar lo mejor que podamos el mundo que nos rodea. Solo de nosotros depende que podamos continuar con nuestro afán de interrogar al universo con instrumentos tecnológicos cada vez más sofisticados para tratar de encontrar las respuestas pendientes, saber qué ocurrió antes del Big Bang y de dónde viene todo, si habrá habido un comienzo antes o si el universo habrá existido por siempre”.
¿Qué relevancia sigue teniendo la observación astronómica desde los observatorios de la IV Región?
“El norte de Chile se sigue consolidando como el principal polo de observación astronómica del planeta. En la IV Región se está construyendo el telescopio Vera Rubin, el cual contará con la cámara digital más grande jamás construida para la astronomía. Ese instrumento va a producir un video continuo del cielo austral, un verdadero ‘reality show’ del universo, a partir de 2024. Más al norte se están construyendo dos de los tres telescopios más grandes del mundo: el GMT de 24 metros y el E-ELT con un espejo gigante de 39 metros de diámetro, algo así como la mitad de una cancha de fútbol. Este último, desarrollado por la comunidad europea, se le llama coloquialmente el ‘ojo más grande del mundo’. Con estos tres instrumentos, desde Chile se realizarán algunos de los descubrimientos más importantes de la astronomía en los años venideros y, en particular, podremos investigar si la molécula de la vida está presente en otros planetas externos al sistema solar. Estos telescopios serán un gran complemento al nuevo telescopio espacial James Webb, el cual nos acaba de deleitar con imágenes de las primeras galaxias que se formaron tras el Big Bang y datos infrarrojos de un exoplaneta que revelan la presencia de vapor de agua. Pero para que esta aventura de la humanidad sea exitosa, Chile deberá redoblar sus esfuerzos por proteger la oscuridad de sus cielos de la contaminación lumínica, para que el norte de nuestro país siga inspirando a las futuras generaciones”.
