El Universo y el ego

Como tantos otros bloggeros, servidor también participa en el Carnaval de la Física de Gravedad Cero. Éste es mi granito de arena:


Durante muchos siglos, el hombre se ha considerado a si mismo el centro de todo el Universo. A poca gente se le habría ocurrido pensar, allá por la época de Platón o Aristóteles, que todo esto no estaba hecho para y por nosotros. El lema "el hombre es la medida de todas las cosas" era algo habitual, tal vez un destello de nuestro ego que surgió en forma de frase bonita. Pero afortunadamente, podemos pararnos a mirar más detenidamente nuestro lugar en todo esto. Y digo afortunadamente porque antes, plantear que no éramos tan importantes podía costarte la vida, o al menos un buen susto (y si no, que se lo pregunten a Galileo). Resulta que la Tierra no es el centro de nada, el Sol no gira a nuestro alrededor, y nuestro lugar en el Universo no tiene nada que le haga privilegiado.

Todos hemos sentido alguna vez la tremenda sensación del vértigo existencial que produce encontrarse en la cima de una montaña, o mirar al mar e intentar calcular las distancias. Nos sentimos empequeñecidos ante la Naturaleza, y hacemos bien. Pero aun así, lo que vemos es sólo una pequeñísima porción de la Tierra: vivimos en un planeta que tiene casi 13,000km de diámetro, y tres cuartas partes de su superficie están cubiertas por mares y océanos. Y si la existencia de montañas como el Everest de casi 9 kilómetros de altura, nos hace empequeñecer, bajo el mar hay grietas de más de 11 kilómetros de profundidad sumidas en la más absoluta oscuridad que probablemente nos harían sentir aun más insignificantes.

Pero por muy grande que nos parezca nuestro planeta, la realidad es que no es para tanto. La distancia la Luna, el cuerpo celeste más cercano a nosotros, es de 384,400 km, bastante más que el tamaño de la Tierra. Para hacernos una idea, en un coche a 100km/h tardaríamos aproximadamente 160 días conduciendo initerrumpidamente en llegar a nuestro satélite.

Sin embargo, la Luna está, como quién dice, aquí al lado. Si nos fijamos en nuestra estrella, el Sol, encontraremos que éste está a 149,675,000 km. Si hacemos la misma comparación que en el caso de la Luna, a 100km/h tardaríamos unos 180 años en llegar hasta él. La propia luz, que viaja a 300,000km/s, tarda 8 minutos en llegarnos desde el Sol.

Pero podemos ir más allá. La Tierra (parece que) orbita bastante lejos del Sol, ¿verdad?. Pues si nos vamos a las zonas más externas del Sistema Solar nos topamos con Plutón, que orbita 40 veces más lejos, a 5,913,520,000 km. Y a 7,200 años si vamos en el mismo coche con el que hemos ido a la Luna y al Sol.

Un pálido punto azul.

Así llamó Carl Sagan a esta foto, tomada por la sonda Voyager 1 al abandonar el Sistema Solar en 1990. Traduciendo sus palabras:

"Mira otra vez ese punto. Eso es aquí. Eso es nuestro hogar.Eso es nosotros. En él, cada persona que amas, cada persona que conoces, cada persona de la que has oído hablar, cada ser humano que ha existido alguna vez, vivió su vida. El conjunto de nuestra alegrías y sufrimientos, miles de religiones, ideologías y doctrinas económicas, todo cazador, todo héroe y cobarde, todo creador y destructor de civilizaciones, todo rey y esclavo, toda joven pareja de enamorados, todo padre y madre, todo niño, inventor y explorador, todo hombre iluminado, todo político corrupto, toda "superstar" y "lider supremo", todo santo y pecador en la historia de nuestra especia vivió ahí - en una mota de polvo suspendida en un rayo de Sol."


Si queremos irnos a la extrella más cercana, el camino a recorrer se hace mucho mayor. La propia luz tarda cuatro años, viajando a 300,000 km/s, en alcanzar Próxima Centauri, el astro más próximo a nosotros.

A partir de este punto comienza a hacerse imposible tener una idea mental de las distancias que barajamos, pero el Universo sigue creciendo endemoniadamente. El Sol es simplemente una estrella de entre los 200-400 mil millones que contiene la Vía Láctea, nuestra galaxia. Y ni siquiera es que estemos cerca de su centro: tardaríamos unos 27,000 años viajando a la velocidad de la luz si quisiéramos llegar allí. Y para recorrerla de punta a punta harían falta 100,000 años a la misma velocidad.

Ahí estamos en la Vía Láctea.

Pero como ya habréis imaginado, el asunto sigue creciendo. La Vía Láctea es una de las cuarenta galaxias que componen el Grupo Local, que mide unos 10 millones de años luz (o lo que es lo mismo, necesitaríamos 10 millones de años viajando a 300,000km/s para atravesarlo).

Nada nos impide seguir mirando: el Grupo Local pertenece al Supercúmulo de Virgo, un conjunto de aproximadamente 100 cúmulos de galaxias (al estilo de nuestro Grupo Local), que contiene un billón de veces (1,000,000,000,000,000) la masa del Sol, y con un tamaño de 200 millones de años luz.

Distribución de supercúmulos en el Universo.

¿Y más allá? Sólo encontramos el eco del Big Bang, la "pared" donde se crea el tiempo y el espacio, que curiosamente es el objeto con el espectro térmico mejor estudiado del Universo (a -270.425ºC, ). Esta "pared" se encuentra a aproximadamente 14,000 millones de años luz. La radiación que ahora nos llega de ella salió de allí hace 14,000 millones de años, cuando el Universo estaba prácticamente "en pañales" y aún no se había formado las primeras galaxias.

La radiación de fondo de microndas. Una foto del
nacimiento del Universo.

Con semejante colección de datos que son literalmente inconcebibles para un humano, me pregunto qué sentido tiene seguir mirándose el ombligo. Me asusta pensar que el ego humano puede ser más grande que todo lo anterior. A mi humilde entender, ya va siendo hora de levantar la mirada.

Del Saber de las Estrellas

Con motivo del Año Internacional de la Astronomía y los 400 años de la primera observación del cielo a través de un telescopio (llevada a cabo por Galileo), desde el día 3 de Noviembre hasta el 29 de Enero la Biblioteca Histórica de Universidad Complutense de Madrid pone al alcance de todos una serie de libros de Astronomía, en una exposición llamada "Del Saber de las Estrellas".


Desde que aparecimos sobre la Tierra, los cielos siempre nos han atraído y aterrado. El firmamento ha sido el escenario de nuestros miedos y deseos a lo largo de los siglos, hogar de dioses y un lugar en el que se encontraba escrito el destino al que los hombres no podían escapar. Pronto surgieron mentes inquietas, curiosas, capaces de darse cuenta de que en él se repetían patrones y acontecimientos: empezamos a observarlo con otros ojos, con la ciencia como compañera. Se elaboraron tablas, diversas teorías que fueron aceptadas o rebatidas a medida que los conocimientos sobre el cielo fueron aumentando. Construímos objetos para estudiarlo y obtener partido de la información escrita en las estrellas, y los utilizamos para orientarnos en las largas travesías a través de los océanos.

Gran parte de ese saber se encuentra en esta exposición: más de cien volúmenes sobre astronomía anteriores a 1800. Entre ellos, libros de Alfonso X, Galileo, Kepler, Tycho Brahe, Copérnico, Newton...y reconstrucciones de algunos aparatos utilizados en la época con distintos fines como la navegación o la medición de la hora. En resumen, la base de lo que hoy sabemos del cielo.

La exposición se encuentra en en la Biblioteca Histórica "Marqués de Valdecilla", Noviciado Nº3, Madrid (por supuesto, la entrada es gratuita). Si tenéis oportunidad, no os la perdáis. Os aseguro que merece la pena.



Para leer más:

-"Del Saber de las Estrellas", página de la Biblioteca Complutense sobre la exposición.

2012: Estábamos advertidos

Vengo de la sesión golfa de la película 2012. A estas alturas, me imagino que todos habréis oído hablar de las distintas profecías y motivos, todos muy rigurosos (nótese la ironía), por los que el mundo se acabará el 21 de Diciembre del 2012 . Propongo salir el 22 con camisetas del tipo: yo sobreviví al fin del mundo.

Llevo un tiempo pensando en hacer una entrada sobre todas estas creencias y mitos, pero hoy no será el caso. La entrada no va de eso.

ADVERTENCIA: en esta entrada voy a hablar del motivo por el que, según la película, el planeta sufrirá tropocientos cataclismos. Este dato no influye para nada en el argumento posterior (del que no daré ningún dato) y se revela en los primeros tres minutos, pero si aun así no quieres saber absolutamente nada de la película, no leas el resto de la entrada (al menos hasta que la hayas visto).

Bien, si estás leyendo esto es que he muerto quieres saber qué causará el fin del mundo en la película. Los causantes de tanto revuelo son los neutrinos solares. Expliquemos un poco el asunto.


·¿Qué es un neutrino?

Hablando en cristiano, un neutrino es un tipo de partícula subatómica que ha traído y trae de cabeza a muchos físicos teóricos, astrofisicos y de partículas. Y el motivo es sencillo: es dificilísimo de detectar. Miles de neutrinos atravesarán tu cuerpo mientras lees esta frase, y cuando la acabes estarán llegando a la Luna. Esto se debe a que los neutrinos tienen una masa ridícula, por debajo de 200000 veces más pequeña que la del electrón (y eso que la del electrón ya es pequeña de por sí).

Su existencia no se descubrió, sino que fue propuesto en 1930 por Pauli para poder explicar un tipo de desintegración llamada desintegración beta. Esta partícula hipotética que él llamó neutrino no debería tener masa, o si la tenía, sería muy muy pequeña.

El tema de la masa del neutrino es el principal problema a resolver de este asunto: en un principio, se pensó que no había manera de detectarlos (no tienen carga, y se pensaba que no tenían masa). Pero claro, todo esto era teórico, y había que demostrarlo científicamente. Los neutrinos no interaccionan prácticamente con la materia, la atraviesan como si nada. Pero alguna vez (muy pocas en comparación con el número de neutrinos que atraviesan la Tiera) un neutrino interaccionaría con algo y dejaría una "huella". Así que en 1967 Raymond Davis, se puso manos a la obra, y se construyó un enorme tanque en el interior de una mina (para evitar que otra radiación atmosférica interfiriese en la toma de datos), lo rellenaron de 380000 litros de una sustancia que teóricamente se había predicho que reaccionaba al entrar en contacto con neutrinos (Cloro-37 y un neutrino --> producen Argón-37 y un electrón), y midiendo unos determinados periodos típicos de la física nuclear, se podría determinar cuántos neutrinos llegaban. Y efectivamente, ahí tenían Argón. Pero ¡oh destino cruel!. Se esperaba detectar (gracias a cálculos sobre los neutrinos producidos en el Sol) una media de neutrino y medio al día, y sólo se encontró medio al día (una tercera parte).

Resumiendo, esto produjo muchos quebraderos de cabeza. Hasta que a alguien se le ocurrió que los neutrinos, al estar sometidos a los efectos de la física cuántica, "oscilarían". Me explico: resulta que hay tres tipos de sabores de neutrino (sí, se llaman así, no es que me haya vuelto loco. Y por favor, no pidáis un helado de neutrino. Te miran raro, de verdad): el electrónico, el muónico y el tauónico. Resulta que al ir pasando el tiempo a lo largo del recorrido del neutrino, ¡este cambia de un sabor a otro! El experimento estaba preparado para detectar un único sabor, así que ésto explicaba por qué se detectaba sólo un tercio de los neutrinos esperados. Pero ésta oscilación sólo se da en partículas con masa. Luego el neutrino tiene masa, y además, por el mismo precio, sabemos que nuestro modelo de los procesos que ocurren en el Sol es válido (o por lo menos, no del todo erróneo).

Posteriormente, se han construído otro tipo de detectores de neutrinos, como el Super-Kamiokande, una burrada de tanque de 4o metros de diámetro por 40 de alto, con todas sus paredes recubiertas por más de 11000 detectores, y relleno de agua pesada (que tiene más probabilidades de capturar neutrinos). En este detector ya se pueden medir los tres sabores distintos.

Imagen del interior del Super-Kamiokande antes de llenarse del todo.
Sí, eso que se ve en el centro son dos científicos en una balsa, comprobando
los detectores.

Para que nos hagamos una idea de lo difícil que es detectar neutrinos: si quisiéramos detectar la mitad de los neutrinos que atraviesan una barrera de plomo, ésta tendría que medir un año luz de espesor, o lo que es lo mismo, unos 9,5 Billones de kilómetros. A ver dónde guardamos eso luego.


· Los neutrinos solares

La principal fuente de los neutrinos que detectamos nosotros es el Sol. En su núcleo se producen contínuamente desintegraciones beta que dan como resultado la emisión de neutrinos, que atraviesan el Sol como quién da un paseo y escapan de su interior, saliendo al espacio. Otra prueba de lo complicado que es detectar neutrinos: un fotón (un partícula-onda de luz, si queréis) generado en el núcleo de nuestra estrella tarda un millón de años en alcanzar la superficie, ya que en su camino va chocando con todo lo que pilla, desviándose. Un neutrino tarda un segundo en salir. Actualmente, el Sol se encuentra quemando hidrógeno en una fase llamada secuencia principal, que es algo así como el periodo de vida estable de una estrella normalita, como la nuestra. Lleva en ella unos 5000 millones de años, y le queda más o menos lo mismo hasta que se acabe el hidrógeno. En esta etapa la producción de neutrinos no es demasiado relevante para la estrella, pero haberlos haylos.

El Sol, nuestro generador de neutrinos particular.

·La película

Estaréis pensando que por qué os cuento todo esto si el título de la entrada es 2012. Bien, pues es que en la película, el motivo con el que justifican los cataclismos éstos es "un enorme aumento del número de neutrinos producidos en el Sol". Esto provoca (o eso dicen) que el interior de la Tierra comience a calentarse por colisiones de estos neutrinos, y claro, por algún lado tiene que salir tanta energía acumulada. Que si volcanes, tsunamis, terremotos,...lo de siempre.

Al salir de la película me he puesto a pensar en si ésto tenía algún sentido físico. La verdad es que oye, es obvio que si aumentamos el número de neutrinos que atraviesan nuestro planeta, también aumentará el número de colisiones, pero seguramente habría que mandar una cantidad enorme (difícilmente generables en el Sol) para que este efecto fuese apreciable. No obstante, no me atrevo a decir (los cálculos son realmente complicados) que no se pueda aumentar tanto el número de neutrinos como para que ocurra todo ésto.

Y entonces he caído: sí, vale, muy bonito. Pero ¿y el aumento de la producción de neutrinos del Sol, de dónde lo sacan?. Ahí está el fallo. El Sol mantiente un equilibrio en lo que a reacciones nucleares se refiere (y por consiguiente, en cuanto a los neutrinos que genera), y seguirá así 5000 millones de años más. No existe ningún proceso en el Sol que pueda aumentar la producción de neutrinos hasta semejante cantidad. Una tormenta solar, una eyección de masa...nada de esto afecta a la producción de neutrinos, que se crean en el núcleo y salen de allí tranquilamente, sin interaccionar con nada.

Así que mucho me temo que en el 2012, el mundo tampoco se acabará debido a un "aumento en la producción de neutrinos solares".

Una foto difícil de tomar: primera detección de un neutrino.

· Una última cosa

He de decir que fuí al cine con un excepticismo enorme: el tema del fin del mundo en el 2012 consigue sacarme de mis casillas (no el hecho en sí, que está muy bien que existan profecías para demostrar que se equivocan, sino la cantidad de personas que se creen a pies juntillas lo que les digan sin el más mínimo interés en comprobarlo). Sin embargo, y a pesar de este pequeño "fallo físico" (de alguna forma tenía que acabarse el mundo), he salido con los ojos como platos. No soy demasiado amigo de las superproducciones, pero los efectos especiales de esta película son sencillamente increíbles, de los mejores que he visto nunca, y tiene varias escenas que consiguen mantenerte en tensión durante bastante tiempo. Si tenéis ocasión, id a verla al cine. Estoy seguro de que no será lo mismo vista en una pantalla de televisión o de portatil.