sábado, 21 de julio de 2012

La gloriosa replicación de la ciencia


misiles
Albert Einstein dijo una vez al ser preguntado por las armas nucleares, “no sé con qué armas se librará la Tercera Guerra Mundial, pero en la cuarta se usarán palos y piedras”. Terrorífico pensar en ello, verdad? Pues parece que no he sido ni el primero ni por supuesto el único.

Ha habido películas sobresalientes sobre una teórica Tercera Guerra Mundial. La Hora Final, basado en la novela de Nevil Shute, es escalofriante. La Jetée, Dr. Strangelove de Stanley Kubrick, Equilibrium o incluso Mad Max, tocan este tema de una forma muy particular: la humanidad se resentirá a nivel planetario. Incluso en Star Trek VIII: Primer Contacto, en donde los Borg viajan al pasado para invadir la Tierra aprovechando la débil situación después de una Tercera Guerra Mundial que sitúan entre 2043 y 2053. Esta particular e hipotética situación, también ha tenido su reflejo en el cómic: Kamadi, Futuro Imperfecto y Tierra-17 son unos grandiosos ejemplos. En literatura, Crónicas Marcianas, Neuromante, Watchmen. En videojuegos, World War 3, Call of Duty, Modern Warfare 3. Y en música, Depeche Mode con Two Minute Warning, Bod Dylan, The Smiths, por poner unos ejemplos.

En todos los casos, se ofrece una visión de la sociedad post apocalipsis, una visión sobre la economía basada casi fundamentalmente en el trueque, la supervivencia y la jerarquía basada en recursos y/o la fuerza. Realmente resulta curioso que en ningún caso, ni en películas, ni en cómics, música o videojuegos, se aborde el tema religioso. Uno puede preguntarse, qué tiene que ver Dios en todo esto. Y tal vez sea yo, por tanto, el primero en ofrecer una nueva reflexión.

Imaginemos que toda memoria, toda palabra escrita y tecnología en la Tierra se perdiera, dejando a la humanidad empezar completamente desde el principio. Todo lo que hemos conocido sobre ciencia sería poco a poco descubierto de nuevo. En cientos o tal vez miles de años, la humanidad acabaría entendiendo la química y redescubriendo los mismos elementos que conocemos ahora. La humanidad entendería de nuevo la biología incluyendo sus orígenes evolutivos. Entenderían los movimientos de las galaxias en el cielo, y trabajarían por entender los detalles del Big Bang. Esta es la gloriosa parte de la ciencia, puede y sería replicada por completo. Puedo asegurar, sin embargo, que la historia de la serpiente parlanchina sería olvidada por siempre.

domingo, 1 de julio de 2012

Dios no existe

La Historia del Tiempo de Stephen Hawking
Al final del libro La Historia del Tiempo, Stephen Hawking cuestiona la existencia de Dios. Algunos se sintieron ofendidos de que un científico opinase sobre asuntos religiosos. Según comentó más tarde, su intención no fue la de decirle a nadie en qué o en quién debe creer, pero para mí es perfectamente válido que la ciencia cuestione si Dios existe. En realidad, pocas preguntas son tan apasionantes para la física como quién o qué creó y controla el Universo.

Durante mucho tiempo, la respuesta fue siempre la misma: los dioses. El mundo era un lugar que causaba terror y por eso, hasta incluso un pueblo tan valiente como los vikingos, creían en seres sobrenaturales que explicaban fenómenos como los rayos (Thor) o la muerte (Odín) Pero el dios más temido por los vikingos era Sköll. Este era el responsable de un fenómeno aterrador y que hoy conocemos como eclipse solar. Sköll era un dios con forma de lobo que vivía en el cielo y a veces ocultaba al Sol. Sin ninguna explicación científica, es fácil entender por qué era tan terrible ver cómo desaparecía el Sol. Los vikingos respondían de la única manera que tenía sentido para ellos; gritaban para intentar que el lobo se asustara. Los vikingos creían que sus actos hacían que el Sol volviese. Por supuesto, ahora sabemos que lo que ellos hicieran no importaba, el Sol volvería de todas formas, por que resulta que el Universo no es tan sobrenatural como parece.

Modelo cosmológico de Aristarco
En realidad, cualquiera puede entender cómo funciona el Universo. Esto ya se sabía desde antes de que existiesen los vikingos en la antigua Grecia. Cerca del año 300 antes de Cristo, Aristarco de Samos también estaba fascinado por los eclipses y tuvo el valor suficiente de preguntarse si realmente eran provocados por los dioses. Llegó a una conclusión y determinó que se trataba de la sombra de la Tierra cuando se interpone entre ella y el Sol, y no un acontecimiento divino. Liberado por este conocimiento, pudo descifrar lo que ocurría realmente en el cielo pudiendo dibujar diagramas que describían la relación entre el Sol, la Tierra y la Luna. Y llegó a conclusiones aún más destacables; dedujo que la Tierra no era el centro del Universo como se creía hasta entonces, sino que orbitaba alrededor del Sol. De hecho, si se entiende esta relación, se pueden explicar todos los eclipses, los solares y los lunares. Pero Aristarco dio un paso más, sugirió que las estrellas no eran grietas en el suelo del cielo, sino que eran soles, como el nuestro, pero a distancias fabulosas. Tuvo que haber sido un descubrimiento fabuloso y entender por primera vez que el Universo es una máquina gobernada por principios y leyes. Leyes que la mente humana puede entender. Estas leyes de la naturaleza, como ahora las llamamos, nos dirán si realmente necesitamos un dios para explicar el origen del Universo.

Soy miope y por tanto tengo una discapacidad visual. Se pensó durante mucho tiempo que las personas con discapacidades vivían con una maldición infligida por un dios. Tal vez haya ofendido a algún ser divino, pero prefiero pensar que todo puede explicarse de otra manera mediante las leyes de la naturaleza. ¿Qué son exactamente las leyes de la naturaleza y por qué son tan poderosas?


Expliquémoslo con el tenis. El tenis está sujeto a dos grupos de leyes; uno de los grupos fue creado por el hombre, las reglas del juego. Comprenden aspectos como el tamaño de la pista de juego, la altura de la red y todo aquello que determina si un golpe es válido o no. Estas reglas podrían cambiarse si el creador de las mismas así lo deseara. Pero el otro grupo de leyes son fijas e inmutables, es la física que describe lo que le ocurre a la pelota cuando la golpean. La fuerza y el ángulo determinan exactamente el comportamiento de la pelota con absoluta precisión y siempre de la misma manera. Pero hay otras muchas leyes que aplican a este ejemplo, desde cómo se genera la energía en los músculos del jugador, hasta la velocidad con la que crece la hierba bajo los pies. Pero lo más importante es que la leyes de la física, además de inmutables, son universales. No se aplican sólo al movimiento de una pelota, sino también al movimiento de un planeta y a cualquier cosa en el Universo. A diferencia de las leyes creadas por el Hombre, las leyes de la naturaleza no pueden romperse, por eso son tan poderosas, y desde el punto de vista religioso, también polémicas.

Si aceptamos que las leyes de la física son fijas, no tardaremos mucho en preguntarnos cuál es el papel de Dios. En esto reside gran parte de la contradicción entre ciencia y religión. Los vikingos no habrían tardado mucho es cuestionarse la utilidad de asustar al dios lobo de haber conocido las leyes físicas de los eclipses y su inmutabilidad. Y aunque ahora las conocemos mucho mejor, se trata de un conflicto muy antiguo.

Galileo, el genio que se enfrentó a la Inquisición

Notas de Galileo en su observación de Júpiter
En 1277, el Papa Juan XXI, se sentía tan amenazado por el concepto de las leyes naturales, que las declaró herejía. Irónicamente, fue la Ley de la Gravedad la que acabó con su vida al desplomarse el techo del palacio mientras dormía. Irónico o no, la religión encontró una solución. Durante los siglos siguientes, se determinó que las leyes de la naturaleza eran obra de Dios, y por tanto, éste podía cambiarlas si así lo deseaba. Esta idea se veía reforzada por la idea de que nuestro planeta estaba en el centro del Universo; todos los planetas y estrellas giraban alrededor nuestro como un mecanismo de relojería perfectamente diseñado. Las ideas de Aristarco, mil quinientos años anteriores, habían sido olvidadas. Pero fue inevitable que la curiosidad de Galileo Galilei, considerado el fundador de la ciencia moderna, lo obligase a echar un vistazo al reloj de Dios allá por el 1609. Esta vez, los resultados lo cambiaron todo. Desde su casa en Padua, y utilizando un telescopio de su propia construcción, observó Júpiter noche tras noche. Descubrió algo maravilloso: tres puntos diminutos cercanos al enorme planeta. Al principio pensó que se tratarían de estrellas lejanas pero pronto vio que se movían. Y luego apareció un cuatro punto. A veces, uno de ellos desaparecía detrás de Júpiter y luego aparecía otra vez. Se trataba de lunas que orbitaban alrededor del planeta. Demostró que, al menos algunos objetos, no giraban alrededor de la Tierra entrando en conflicto con la idea de que todo orbitaba nuestro planeta. Inspirado por este descubrimiento, Galileo se dispuso a demostrar que en realidad, la Tierra giraba alrededor del Sol. Los descubrimientos de Galileo provocaron una revolución en el pensamiento que debilitaría el dominio de la religión sobre la ciencia. Esto, en el siglo XVII, te puede crear muchos problemas con la Iglesia. Logró a duras penas evitar su ejecución reconociendo su error y herejía, siendo condenado a arresto domiciliario por el resto de su vida. Durante los siguientes 300 años, mientras se descubrían cada vez más leyes de la naturaleza, la ciencia empezó a explicar todo tipo de fenómenos. A cada nuevo descubrimiento, se alejaba la necesidad de un dios. En definitiva, cuanto más conoce uno las leyes físicas, es menos probable que crea en dioses con forma de lobo que viven en el cielo.

Ciudad del Vaticano
Personalmente no creo que la ciencia niegue a Dios, sino que nos ofrece una alternativa más simple. Aún así, muchos misterios persisten. Si después de todo la Tierra se mueve, ¿podría ser Dios el que la hace mover? En definitiva, ¿no habrá sido Dios quién creó el Universo en primer lugar? En 1985, el Papa Juan Pablo II, reunió en el Vaticano a los científicos cosmólogos a los que, en audiencia personal, les indicó que podían estudiar el funcionamiento del Universo, pero que no deberían preguntarse sobre su origen ya que era obra de Dios. Afortunadamente, no todos pueden apagar su curiosidad tan fácilmente y es el deber de los cosmólogos preguntarse sobre el origen del Universo que, curiosamente, no es tan difícil como parece una vez se conocen las leyes.

A pesar su complejidad, hacen falta únicamente tres ingredientes para crear un Universo. El primero es materia, algo que tenga masa. Polvo, rocas, hielo, nubes de gas, espirales enormes de estrellas cada una con millones de soles que se extiendes a distancias increíbles. El segundo ingrediente es energía. La energía es algo que percibimos todos los días; si miramos al Sol, la percibimos en el rostro. Es energía producida por una estrella a 150 millones de kilómetros de distancia. La energía impregna todo el Universo provocando todos los procesos que lo convierten en un lugar dinámico y en constante cambio. El tercer ingrediente que necesitamos para construir un Universo es espacio, mucho espacio. Podemos decir que el Universo es asombroso, precioso o incluso violento, pero algo que no podremos decir es que es pequeño.


¿De donde proviene toda esta materia, energía y espacio? No tuvimos ni idea hasta bien entrado el siglo XX. Las respuestas vinieron de las investigaciones de un hombre, Albert Einstein. Este descubrió algo extraordinario, que dos de los ingredientes fundamentales, masa y energía, son básicamente lo mismo. Su famosa fórmula e=mc2, nos indica que la masa puede considerarse una especie de energía y viceversa. Ahora, en vez de tres ingredientes, nuestro Universo tiene sólo dos: energía y espacio. De nuevo, ¿de dónde vinieron todo ese espacio y toda esa energía? La respuesta se encontró décadas más tarde, el espacio y la energía se crearon espontáneamente en un evento que denominamos el Big Bang. Cuando se produjo el Big Bang, se creó un Universo lleno de energía, y con él, el espacio. Todo se infló al igual que un globo. Este modelo científico explica el origen del Universo y su desarrollo a partir de una singularidad espaciotemporal. Técnicamente, se basa en una colección de soluciones de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, llamados modelos de Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker. Se utiliza tanto para referirse específicamente al momento en el que se inició la expansión observable del Universo (cuantificada en la ley de Hubble), como en un sentido más general para referirse al paradigma cosmológico que explica el origen y evolución del mismo.

Pero seguimos sin una respuesta para entender cómo surgió de la nada todo un Universo lleno de energía, la increíble inmensidad del espacio y todas las cosas que lo componen. Para algunos, es aquí donde Dios vuelve a hacer su aparición. Fue Dios quien creó la energía y el espacio, el Big Bang fue el momento de la Creación. Podemos entender mejor el fenómeno natural que aterrorizaba a los vikingos, incluso podemos ir más allá de la hermosa simetría entre materia y energía descubierta por Einstein, podemos utilizar las leyes de la naturaleza para comprender el origen del Universo y saber si la existencia de Dios es la única manera de explicarlo.

Nací en la Barcelona de los años 70, a caballo entre un dictador y una frágil democracia. Fue una época de austeridad en la que nos enseñaron que no se podía obtener cosas a cambio de nada. Pero ahora, la ciencia nos dice que se puede conseguir todo un universo gratis.

El gran misterio detrás del Big Bang, es la explicación de cómo es posible que todo un universo entero, increíblemente enorme, lleno de espacio y energía, se materialice de la nada. El secreto se encuentra en uno de los hechos más extraños de nuestro cosmos. Las leyes de la física exigen la existencia de algo llamado “energía negativa”. Para comprender este concepto extraño pero fundamental, pongamos una analogía sencilla. Imaginemos que estamos en la playa y queremos hacer una montañita de arena. Digamos que de un metro de altura. Esa montaña representa el Universo. Utilizando una pala, iremos cavando un hoyo y a partir de esa arena, iremos formando nuestro montículo de un metro de altura. Al final, lo que tendremos también es un agujero de exactamente el mismo volumen que la montañita que hemos creado. Por tanto, el montón de arena que hemos creado es lo que estaba antes en el hoyo y así todo está perfectamente equilibrado. Este es el principio que explica qué ocurrió en la creación del Universo. Cuando el Big Bang creó un enorme montón de energía positiva, produjo simultáneamente la misma cantidad de energía negativa. De esta manera, la suma de la energía positiva y la negativa siempre equivale a cero. Es otra de las leyes naturales. ¿Dónde se encuentra toda esta energía negativa hoy en día? Se encuentra en el tercer ingrediente de nuestro recetario cósmico: en el espacio.

Esto puede resultar extraño pero según las leyes de la naturaleza que atañen a la gravedad y el movimiento, algunas de las leyes más antiguas de la ciencia, el espacio en si mismo es un gigantesco depósito de energía negativa, suficiente para asegurar que la suma de todo equivalga a cero. Admito que, a menos que seamos expertos matemáticos, es difícil de comprender, pero aún así es cierto. La infinita trama de miles y miles de millones de galaxias que se atraen unas a otras a través de la fuerza de gravedad, actúa como un gigantesco dispositivo acumulador. El Universo es como una batería enorme que almacena energía negativa. El lado positivo de todo, la masa y la energía que vemos todos los días, es como la montañita de un metro de altura. El hoyo correspondiente o el lado negativo de todo, se extiende a través del espacio.

¿Qué significa todo esto en nuestra misión de averiguar si Dios existe? Significa que si la suma del Universo equivale a nada, entonces no se necesitó de un dios para crearlo. El Universo se nos ofrece como un maravilloso regalo.

Ahora sabemos que la suma de lo positivo y lo negativo del Universo equivale a cero. Lo único que necesitamos es descifrar qué (o incluso quién) inició el proceso en primer lugar. ¿Qué pudo haber causado la aparición espontánea del Universo? Un problema sin solución aparentemente ya que, en nuestra vida cotidiana, las cosas no suelen aparecer de la nada. Pero bajemos a un nivel atómico, o mejor aún, a un nivel subatómico, y entraremos en un mundo donde crear algo de la nada es posible, a menos durante un tiempo. La razón es que a esta escala, las partículas como los protones, se comportan según unas leyes de la naturaleza que llamamos mecánica cuántica, y realmente pueden aparecer al azar, quedarse durante un rato, y luego desaparecer para surgir de nuevo en otro lugar.

Como sabemos que el Universo fue una vez muy pequeño, de hecho más pequeño que un protón, esto indica algo sorprendente. Significa que el Universo en sí mismo con toda su enormidad y complejidad pudo haber aparecido simplemente de la nada sin violar las leyes de la naturaleza conocidas. Desde ese mismo instante se liberaron enormes cantidades de energía mientras el Universo se expandía. Se necesitaba un lugar que almacenara toda la energía negativa para un correcto equilibrio. Pero por supuesto, otra vez surge la pregunta fundamental, ¿fue Dios quien creó las leyes cuánticas que permitieron que se produjera el Big Bang? En definitiva, ¿necesitamos un Dios para que el Big Bang haya hecho “bang”? Sin intención de ofender a ninguna persona de fe, la ciencia tiene una explicación creo más convincente que la de un creador divino.

Esta explicación es posible porque hay algo extraño en el principio de causa y efecto. Nuestra experiencia cotidiana nos ha convencido de que todo lo que ocurre tiene que haber sido causado por algo que ocurrió con anterioridad. Por ello, es natural que supongamos que algo, quizás Dios, hiciera que naciera el Universo. Pero cuando nos referimos al Universo como totalidad, eso no es necesariamente cierto. Imaginemos un río que fluye a través de una montaña, ¿qué fue lo que dio origen a ese río? Posiblemente la lluvia que cayó antes sobre la montaña. Entonces, ¿qué provocó la lluvia? Una respuesta aceptable sería el Sol, que calentó los mares, hizo subir el vapor de agua y formó las nubes. ¿Quién hizo entonces que el Sol brillase? La ciencia nos explica que el proceso que permite que el Sol emita calor se llama fusión, mediante el cual los átomos de Hidrógeno se unen para crear Helio y liberar grandes cantidades de energía. ¿De dónde viene el Hidrógeno pues? La respuesta, del Big Bang. Pero he aquí algo fundamental, según las leyes de la naturaleza, no solamente el Universo pudo haber aparecido de la nada como lo hace un protón, sin que le hiciera falta nada en cuanto a la energía, sino que es posible también que nada haya causado el Big Bang. Nada.

La explicación se encuentra en las ecuaciones de Einstein y sus investigaciones acerca de cómo el espacio y el tiempo se encuentran fundamentalmente entrelazados en el Universo. Algo maravilloso le ocurrió al Tiempo en el momento del Big Bang; el tiempo mismo comenzó. Para comprender esta idea sorprendente consideremos lo siguiente, un agujero negro que flota en el espacio. Un agujero negro típico es una estrella inmensa que se ha derrumbado sobre sí misma. Es tan enorme su fuerza gravitacional, que dobla el espacio llevándose consigo a la luz, y por ello es casi perfectamente negro. Su campo gravitacional es tan poderoso que no tan sólo distorsiona el espacio y la luz, sino también el Tiempo. Para entender cómo imagina que se está tragando un reloj. A medida que el reloj se acerca más y más al agujero negro, comienza a funcionar cada vez más lento. Y más lento a medida que se acerca más y más. Ahora imaginemos el reloj cuando entra en el agujero negro, bueno, suponiendo que la estructura del reloj soportase las fuerzas gravitacionales que lo destruirían sin remedio. En realidad, en ese preciso momento, el reloj se detendría. Se pararía no porque se hubiese roto, sino porque dentro del agujero negro mismo el tiempo no existe, y eso es lo que realmente sucedía en el origen del Universo.

El papel que cumplió el Tiempo en el origen del Universo es la clave definitiva para eliminar la necesidad de un creador divino, y revelar cómo el Universo se creó a sí mismo.

A medida que retrocedemos en el tiempo hacia el momento del Big Bang, nuestro Universo se vuelve más pequeño, más pequeño y más pequeño. Hasta que finalmente llega un punto en que todo lo existente en el Universo se encuentra en un punto tan pequeño que es de hecho un agujero negro infinitesimalmente pequeño e infinitesimalmente tenso. Como en los agujeros negros que flotan por el espacio hoy, las leyes de la naturaleza determinan algo extraordinario. Según las mismas, aquí también el Tiempo debe llegar a su fin. Por tanto, no se puede retroceder a un momento anterior al Big Bang porque no existía nada antes del Big Bang. De hecho, la expresión “antes del Big Bang” no tiene sentido ya que el Tiempo se creó en el Big Bang. Finalmente encontramos algo que no tiene una causa porque no existía un tiempo en el que pudiera existir una causa. Esto significa que no existe la posibilidad de un creador porque no hay un tiempo en el que pudiera haber existido un creador. Como el Tiempo mismo surgió en el momento del Big Bang, es un acontecimiento que no pudo haber sido causado o creado por nadie ni por nada.

La ciencia nos ha dado la respuesta que nos propusimos encontrar. Una respuesta que llevó más de 3000 años de esfuerzo humano hallar. El Hombre ha descubierto como las leyes de la naturaleza que actúan sobre la masa y la energía del Universo iniciaron un proceso que finalmente nos creo a nosotros que vivimos en nuestro planeta bastante satisfechos por haber descifrado el proceso. Por ello, cuando alguien pregunta si Dios creó el Universo, la respuesta es que la pregunta en sí no tiene sentido. El Tiempo no existía antes del Big Bang, así que no había ningún tiempo en el que Dios pudiera crear el Universo. Es como preguntar cómo llegar al borde de la Tierra. Nuestro planeta es una esfera y no tiene bordes, por eso buscarlos no tiene sentido.

Todos somos libres para creer lo que queramos, y la explicación más simple posible es que no hay Dios. Nadie creó el Universo y nadie dirige nuestro destino. Esto nos lleva a una revelación muy profunda, que probablemente no haya paraíso, ni vida después de la muerte. Tenemos una sola vida para apreciar la grandeza del Universo, y por ello estoy muy agradecido.