El universo en sus aspectos más pequeños: lo que sabemos sobre la materia

 Los antiguos griegos suponían que la materia del universo estaba formada por diminutos componentes «indivisibles» que ellos llamaban átomos. Del mismo modo que el número de palabras posibles en un lenguaje alfabético está formado por el gran número de combinaciones de

una pequeña cantidad de letras, los griegos intuyeron que la amplia variedad de objetos materiales podría también resultar de combinaciones hechas mediante un pequeño número de bloques

elementales distintos. Fue una intuición presciente. Más de dos mil años después seguimos

creyendo que esto es cierto, aunque la identidad de las unidades más fundamentales ha sido sometida a numerosas revisiones. 
En el siglo XIX, los científicos demostraron que muchas sustancias corrientes, como el oxígeno y el carbono, tenían un componente mínimo reconocible;

siguiendo la tradición establecida por los griegos, lo llamaron átomo. El nombre permaneció,

aunque la historia ha demostrado que era un nombre inapropiado, ya que los átomos son ciertamente «divisibles». 

A principios de la década de 1930, las obras colectivas de J. J. Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr y James Chadwick habían establecido la estructura del sistema solar como un modelo atómico que nos resulta conocido a la mayoría de nosotros. Lejos de ser el material constitutivo más elemental, los átomos están formados por un núcleo que contiene

protones y neutrones, rodeado por un enjambre de electrones que describen órbitas alrededor de él.

Durante cierto tiempo muchos físicos pensaron que los protones, los neutrones y los electrones eran los «átomos» griegos. Pero, en 1968, los científicos que realizaban experimentos en el Stanford Linear Accelerator Center, valiéndose de una capacidad tecnológica cada vez mayor para comprobar las profundidades microscópicas de la materia, descubrieron que los protones y los neutrones no eran las partículas fundamentales. Demostraron que cada una de ellas estaba constituida por tres partículas menores, llamadas quarks -un nombre caprichoso que aparece en un pasaje de Finnegan’s Wake de James Joyce y que fue adoptado por el físico teórico Murray Gell-Mann, quien previamente había intuido su existencia-. Los científicos que realizaron los experimentos confirmaron que los propios quarks existen en dos variedades, llamados, un poco

menos creativamente, arriba up y abajo down. Un protón está formado por dos quarks arriba y un

quark abajo; un neutrón está formado por dos quarks abajo y un quark arriba.

Todo lo que vemos en la tierra y en el cielo resulta estar hecho de combinaciones de electrones,

quarks arriba y quarks abajo. Ninguna evidencia experimental indica que alguna de estas tres

partículas esté constituida por algo menor. Pero muchas pruebas indican que el propio universo

posee otras partículas adicionales. A mediados de la década de 1950, Frederick Reines y Clyde

Cowan encontraron pruebas experimentales concluyentes de la existencia de un cuarto tipo de

partícula fundamental llamada neutrino, una partícula cuya existencia ya había predicho Wolfgang

Pauli a principios de la década de 1930. Los neutrinos resultaron ser muy difíciles de encontrar

porque son partículas fantasmas que rara vez interaccionan con otro tipo de materia: un neutrino

dotado de una energía media puede atravesar fácilmente muchos miles de billones de kilómetros de

plomo sin que en su movimiento se produzca el más leve efecto. Esto puede tranquilizarle, ya que,

mientras usted está leyendo esto, miles de millones de neutrinos lanzados al espacio por el Sol

están atravesando su cuerpo y también la Tierra, como parte de su largo viaje a través del cosmos.

A finales de la década de 1930, otra partícula llamada muón -idéntica a un electrón, salvo por ser

200 veces más pesada que éste- fue descubierta por unos físicos que estudiaban los rayos cósmicos

(lluvias de partículas que bombardean la Tierra desde el espacio exterior). Dado que no había nada

en el orden cósmico, ni tampoco un rompecabezas sin resolver, ni un nicho hecho a la medida que

necesitara la existencia del muón, el físico de partículas galardonado con el premio Nobel, Isidor

Isaac Rabi, saludó el descubrimiento del muón diciendo con muy poco entusiasmo «¿Quién había

pedido esto?». Sin embargo, ahí estaba. Y aún vendría más.

Utilizando una tecnología todavía más poderosa, los físicos han continuado juntando a golpes

trozos de materia con una energía cada vez mayor, recreando en cada instante unas condiciones que

no se habían dado desde el big bang. En los escombros resultantes han buscado nuevos

componentes fundamentales, para añadirlos a la lista, cada vez más larga, de partículas. He aquí lo

que han hallado: cuatro quarks más, llamados encanto (charm), extraño (strange), fondo (bottom) y cima (top), y un pariente aún más pesado del electrón, al que se ha denominado tau, así como otras

dos partículas con propiedades similares a las del neutrino, que se llaman muon-neutrino y tauneutrino, para distinguirlas del neutrino original, que actualmente se denomina electron-neutrino.

Estas partículas se producen como resultado de colisiones a altas energías y tienen una existencia

efímera; no son constituyentes que podamos percibir en nuestro entorno habitual. Sin embargo,

tampoco acaba aquí la historia: Cada una de estas partículas tiene como pareja una antipartícula, es

decir, una partícula de masa idéntica pero que es opuesta a ella en algunos otros aspectos, como,

por ejemplo, su carga eléctrica (así como sus cargas en relación con otras fuerzas de las que hablaremos más adelante). Por ejemplo, la antipartícula de un electrón se llama positrón, y tiene exactamente la misma masa que un electrón, pero su carga eléctrica es +1, mientras que la carga eléctrica del electrón es -1. Cuando se ponen en contacto, la materia y la antimateria pueden aniquilarse mutuamente para producir energía pura; ésta es la razón por la cual la existencia de la antimateria en el mundo que nos rodea es extremadamente poco natural.

Los físicos han observado entre estas partículas una pauta que se refleja en la Tabla 1.1. Las partículas que constituyen la materia se clasifican en tres grupos que, a menudo, se denominan familias.

 Cada familia contiene dos quarks, un electrón o uno de sus parientes, y además una partícula de la especie de los neutrinos. El tipo de partícula correspondiente en las tres familias tiene propiedades idénticas, salvo en lo relativo a su masa, que se hace mayor a medida que pasamos de una familia a la siguiente. El resultado es que los físicos han comprobado ya la estructura de la materia hasta escalas de alrededor de una trillonésima de metro y han demostrado que todo lo que se ha encontrado hasta ahora -tanto si se encuentra en la naturaleza, como si se produce artificialmente en gigantescos aceleradores de partículas atómicas- consiste en una cierta combinación de partículas de estas tres familias y de sus parejas de antimateria.

Si echamos un vistazo a la Tabla 1.1, nos quedaremos, sin duda, con una fuerte sensación de perplejidad similar a la de Rabi cuando se descubrió el muón. El agrupamiento en familias produce al menos la impresión de algo ordenado, pero surgen 

innumerables preguntas que empiezan por

¿Por qué ... ?. ¿Por qué existen tantas partículas fundamentales, cuando parece que la gran mayoría

de las cosas que se encuentran en el mundo que nos rodea sólo necesitan electrones, quarks arriba y

quarks abajo? ¿Por qué hay tres familias? ¿Por qué no una familia o cuatro familias, o cualquier

otro número? ¿Por qué tienen las partículas una variedad de masas aparentemente aleatoria? ¿Por

qué, por ejemplo, el tau pesa alrededor de 3.520 veces lo que pesa un electrón? ¿Por qué el quark

cima pesa cerca de 40.200 veces el peso de un quark arriba? Son unos números extraños, aparentemente aleatorios. ¿Son así por azar, por algún designio divino, o existe una explicación científica comprensible para estas características fundamentales de nuestro universo?

Las fuerzas o ¿dónde está el fotón?

Cuando tenemos en cuenta las fuerzas que actúan en la naturaleza, lo único que conseguimos es

complicar las cosas aún más. El mundo que nos rodea está lleno de medios de ejercer influencia:

las pelotas se pueden golpear mediante raquetas o palas, los aficionados al bungee se pueden lanzar

hacia el suelo desde elevadas plataformas, los imanes pueden mantener a los trenes de alta

velocidad sobre carriles metálicos, los contadores Geiger pueden sonar como respuesta a la

presencia de material radiactivo, las bombas termonucleares pueden explotar. Se puede actuar

sobre los objetos empujándolos, tirando de ellos o agitándolos vigorosamente; también lanzando o

disparando otros objetos contra ellos; estirándolos, retorciéndolos o aplastándolos; congelándolos,

calentándolos o quemándolos. Durante los últimos cien años, los físicos han acumulado un número

de pruebas cada vez mayor de que todas estas interacciones entre objetos o materiales distintos, así

como cualquiera de las interacciones que por millones y millones se observan a diario, se pueden

reducir a combinaciones de cuatro fuerzas fundamentales. Una de éstas es la fuerza de la gravedad.

Las otras tres son la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte.

La fuerza de la gravedad es, de las tres, la que nos resulta más familiar. Es la responsable de

que nos mantengamos en órbita alrededor del Sol, y también de que nuestros pies permanezcan

firmemente plantados sobre el suelo. La masa de un objeto determina la medida de cuánta fuerza de

la gravedad puede ejercer o soportar dicho objeto. A continuación, la más familiar para nosotros es

la fuerza electromagnética. Es la fuerza que hace funcionar todas las comodidades de la vida

moderna -iluminación, ordenadores, televisores, teléfonos- y subyace al poder terrorífico de las

tormentas con aparato eléctrico y al suave tacto de una mano humana. Microscópicamente, la carga

eléctrica de una partícula desempeña la misma función en relación con la fuerza electromagnética

que la que desempeña la masa en relación con la gravedad: determina la fuerza electromagnética

que puede ejercer una partícula o la fuerza con que puede responder electromagnéticamente esa

partícula.

Las fuerzas denominadas, respectivamente, nuclear fuerte y nuclear débil nos resultan menos

familiares, porque su magnitud disminuye rápidamente a escalas de distancias casi subatómicas;

son las fuerzas nucleares. Ésta es también la razón por la que se descubrieron mucho más

recientemente que las otras dos fuerzas. La fuerza nuclear fuerte es la responsable de que los

quarks se mantengan «pegados» unos a otros dentro de los protones y los neutrones, y de que los

propios protones y neutrones estén estrechamente apiñados dentro del núcleo del átomo. La fuerza

nuclear débil se conoce sobre todo como la fuerza responsable de la desintegración radiactiva de

sustancias como el uranio y el cobalto.

Durante el último siglo, los físicos han descubierto dos características comunes a todas estas

fuerzas. En primer lugar, como veremos en el capítulo 5, a nivel microscópico todas las fuerzas

tienen asociada una partícula que se puede considerar como el mínimo paquete o haz que puede

formar la fuerza. Si se dispara un haz de rayos láser -una «escopeta de rayos electromagnéticos»- se

está disparando un chorro de fotones que es el haz mínimo de fuerza electromagnética. De manera

similar, los constituyentes más pequeños de los campos de la fuerza nuclear débil y de la fuerza

nuclear fuerte son partículas llamadas bosones gauge asociados a la fuerza nuclear débil y gluones.

(El nombre gluón es especialmente descriptivo: se puede pensar en los gluones considerándolos

como el componente microscópico del fuerte pegamento (glue) que mantiene unidos los elementos

de los núcleos de los átomos.) En 1984, los físicos que realizaban experimentos al respecto, ya

habían establecido definitivamente la existencia y las propiedades detalladas de estos tres tipos de

partículas de fuerza, reseñadas en la Tabla 1.2. Los físicos creen que la fuerza de la gravedad

también tiene una partícula asociada -el gravitón- pero su existencia está aún pendiente de

confirmarse experimentalmente.

Los científicos no suelen traducir al castellano la palabra gauge. En los diferentes términos

compuestos en que aparece, se podría traducir como «de calibre» o «de calibración»

La segunda característica común a estas fuerzas es que, del mismo modo que la masa determina

cómo afecta la gravedad a una partícula, y su carga eléctrica determina cómo le afecta la fuerza

electromagnética, las partículas están provistas de ciertas cantidades de «carga fuerte» y «carga

débil» que determinan cómo se verán afectadas dichas partículas por la fuerza nuclear fuerte y la

fuerza nuclear débil. (Estas propiedades se detallan en la tabla que aparece en las notas finales

correspondientes a este capítulo (1)) Sin embargo, al igual que sucede con las masas de las

partículas, más allá del hecho de que los físicos experimentales han medido minuciosamente estas

propiedades, nadie tiene una explicación de por qué nuestro universo está compuesto precisamente

por esas partículas, con esas masas y cargas de fuerza tan peculiares.

A pesar de sus características comunes, el examen de las propias fuerzas fundamentales sólo

sirve para plantear preguntas. Por ejemplo, ¿por qué son cuatro las fuerzas fundamentales? ¿Por

qué no cinco, o tres, ó quizá sólo una? ¿Por qué tienen estas fuerzas unas propiedades diferentes?

¿Por qué las fuerzas llamadas nuclear fuerte y nuclear débil se limitan a operar a escalas

microscópicas, mientras que la fuerza de la gravedad y la electromagnética tienen un alcance

ilimitado en su influencia? Y, ¿por qué existe una gama enorme en cuanto a la intensidad intrínseca

de estas fuerzas?

Para valorar la última pregunta, imaginemos que sostenemos un electrón con la mano izquierda

y otro en la derecha, y que aproximamos estas dos partículas de idéntica carga eléctrica intentando

juntarlas. Su atracción gravitatoria mutua favorecerá que se acerquen, mientras que su fuerza de

repulsión electromagnética intentará separarlas. ¿Cuál de estas dos fuerzas es más intensa? No hay

discusión posible: la repulsión electromagnética es un millón de billones de billones de billones (10

a la 42) de veces más fuerte. Si el bíceps derecho representa la intensidad de la fuerza de la

gravedad, entonces el bíceps izquierdo tendría que ser tan grande que sobrepasara los límites del

universo conocido para poder representar la intensidad de la fuerza electromagnética. La única

razón por la que la fuerza electromagnética no aplasta completamente a la fuerza de la gravedad en

el mundo que nos rodea es que la mayoría de las cosas están compuestas por una cantidad igual de

cargas eléctricas positivas y negativas cuyas fuerzas se cancelan mutuamente. Por otra parte, ya que

la gravedad siempre es una fuerza de atracción, no existen cancelaciones análogas -más materia

significa una fuerza de la gravedad mayor-. Sin embargo, hablando de partículas fundamentales, se

puede afirmar que la fuerza de la gravedad es en este contexto una fuerza extremadamente débil.

(Un hecho que explica la dificultad para confirmar experimentalmente la existencia del gravitón.

Buscar el haz más pequeño de la fuerza más débil es todo un desafío.) También hay experimentos

que han demostrado que la fuerza nuclear fuerte es alrededor de cien veces más fuerte que la fuerza

electromagnética y cerca de cien mil veces más fuerte que la fuerza nuclear débil. Pero ¿dónde está

el porqué -la razón de ser- de que nuestro universo tenga estas características?

Ésta no es una pregunta ligada a una actitud de filosofar inútilmente sobre cuál sería la causa de

que ciertos detalles resulten ser de un modo en vez de ser de otro; el universo sería un lugar

sumamente diferente si las propiedades de la materia y de las partículas de fuerza sufrieran algún

cambio, aunque éste fuera muy moderado. Por ejemplo, la existencia de núcleos estables que

forman los alrededor de cien elementos de la tabla periódica depende directamente de la proporción

entre las magnitudes de la fuerza nuclear fuerte y la fuerza electromagnética. Los protones que se

apiñan juntos en los núcleos de los átomos se repelen todos ellos electromagnéticamente entre sí; la

fuerza nuclear fuerte que actúa entre los quarks de que están formados, afortunadamente, logra

vencer esta repulsión y ata los protones firmemente. Sin embargo, cualquier pequeño cambio en las

intensidades relativas de estas dos fuerzas perturbaría fácilmente el equilibrio existente entre ellas y

haría que se desintegraran la mayoría de los núcleos atómicos. Aún más, si la masa del electrón

fuera unas pocas veces mayor de lo que es, los electrones y los protones tenderían a combinarse

para formar neutrones, engullendo los núcleos de hidrógeno (el elemento más sencillo del cosmos,

ya que su núcleo contiene un único protón) e impidiendo la producción de elementos más

complejos. La existencia de las estrellas se basa en la fusión entre núcleos estables y no se

formarían si se produjeran estas alteraciones en la física fundamental. La magnitud de la fuerza de

la gravedad también desempeña un papel en la formación de las estrellas. La impresionante

densidad de la materia en el núcleo central de una estrella potencia su horno nuclear y es la base de

ese resplandor resultante, que es la luz estelar. Si la intensidad de la fuerza de la gravedad

aumentara, la masa estelar se uniría con más fuerza, causando un incremento significativo en la

velocidad. de las reacciones nucleares. Pero, del mismo modo que una bengala resplandeciente

agota su combustible mucho más rápido que una vela que arde lentamente, un incremento en la

velocidad de las reacciones nucleares haría que estrellas como el Sol se quemaran mucho más

rápidamente, lo cual tendría, como ya sabemos, un efecto devastador en la formación de seres

vivos. Por otra parte, si disminuyera significativamente la intensidad de la fuerza de la gravedad, la

materia no se uniría formando bloques, con lo que se impediría la formación de estrellas y galaxias.

Podríamos seguir enumerando casos de este tipo, pero la idea ya ha quedado clara: el universo

es como es porque las partículas de la materia y de las fuerzas tienen las propiedades que tienen.

Ahora bien, ¿es esto una explicación científica de por qué tienen estas propiedades?

LOS LÍMITES DEL CONOCIMIENTO

Atado con cuerdas

Hablar de una ocultación sería quizá demasiado drástico, pero, durante más de medio siglo -

incluso en el preciso momento de alcanzar algunos de los mayores logros científicos de la historialo físicos han sido conscientes con toda tranquilidad de la existencia de una oscura nube que surgía amenazadora en un horizonte lejano. El problema es el siguiente: existen dos pilares fundamentales en los que se apoya la física moderna. Uno es la relatividad general de Albert Einstein, que proporciona un marco teórico para la comprensión del universo a una escala máxima:

estrellas, galaxias, cúmulos (o clusters) de galaxias, y aún más allá, hasta la inmensa expansión del propio universo. El otro pilar es la mecánica cuántica, que ofrece un marco teórico para la comprensión del universo a escalas mínimas: moléculas, átomos, y así hasta las partículas subatómicas, como los electrones y los quarks. A lo largo de años de investigación, los físicos han confirmado experimentalmente, con una exactitud casi inimaginable, la práctica totalidad de las predicciones que hace cada una de estas teorías. Sin embargo, estos mismos instrumentos teóricos conducen a otra conclusión inquietante: tal como se formulan actualmente, la relatividad general y la mecánica cuántica no pueden ser ambas ciertas a la vez. Las dos teorías en las que se basan los enormes avances realizados por la física durante los últimos cien años -unos avances que han explicado la expansión de los cielos y la estructura fundamental de la materia- son mutuamente

incompatibles.

Si usted nunca ha oído previamente hablar de este feroz antagonismo, puede estar

preguntándose por qué se produce. No es difícil encontrar la respuesta. Salvo en algunos casos muy especiales, los físicos estudian cosas que son o bien pequeñas y ligeras (como los átomos y sus partes constituyentes), o cosas que son enormes y pesadas (como las estrellas y las galaxias), pero no ambas a la vez. Esto significa que sólo necesitan utilizar la mecánica cuántica, o sólo la relatividad general, y pueden minimizar, con una mirada furtiva, la vociferante advertencia que les lanza la teoría que no están utilizando. Durante cincuenta años este planteamiento no ha sido tan feliz como la ignorancia, pero ha estado muy cerca de serlo.

No obstante, el universo puede ser un caso extremo. En las profundidades centrales de un

agujero negro se aplasta una enorme masa hasta reducirse a un tamaño minúsculo. En el momento del big bang, la totalidad del universo salió en erupción de una pepita microscópica cuyo tamaño hace que un grano de arena parezca gigantesco. Estos contextos son diminutos y, sin embargo, tienen una masa increíblemente grande, por lo que necesitan basarse tanto en la mecánica cuántica como en la relatividad general. Por ciertas razones que se irán aclarando cada vez más a medida

que avancemos, las fórmulas de la relatividad general y las de la mecánica cuántica, cuando se

combinan, empiezan a agitarse, a traquetear y a tener escapes de vapor como un automóvil viejo.

Por decirlo menos figurativamente, hay en la física preguntas bien planteadas que ocasionan

respuestas sin sentido a partir de la desafortunada amalgama de las dos teorías. Aunque se desee mantener el profundo interior de un agujero negro y el surgimiento inicial del universo envueltos en el misterio, no se puede evitar sentir que la hostilidad entre la mecánica cuántica y la relatividad general está clamando por un nivel más profundo de comprensión. ¿Puede ser realmente que el

universo en su nivel más importante esté dividido, requiriendo un conjunto de leyes cuando las cosas son grandes, y otro conjunto diferente e incompatible cuando son pequeñas?

La teoría de las supercuerdas, una advenediza en comparación con los venerables edificios de la mecánica cuántica y la relatividad general, responde con un rotundo no. Una intensa investigación llevada a cabo durante la última década por físicos y matemáticos de todo el mundo ha revelado que este nuevo planteamiento, encaminado a explicar la materia en su nivel más básico, resuelve la tensión existente entre la relatividad general y la mecánica cuántica. De hecho, la teoría de las supercuerdas muestra aún más: dentro de este nuevo marco, la relatividad general y la mecánica cuántica se necesitan la una a la otra para que esta teoría tenga sentido. Según la teoría de las supercuerdas, el matrimonio entre las leyes de lo grande y las de lo pequeño no sólo es feliz, sino inevitable.

Esto es sólo una parte de las buenas noticias: porque, además, la teoría de las supercuerdas -

abreviadamente, teoría de cuerdas- hace que esta unión avance dando un paso de gigante. Durante tres décadas, Einstein estuvo buscando una teoría unificada de la física, una teoría que entretejiera todas las fuerzas y todos los constituyentes materiales de la naturaleza dentro de un único tapiz teórico. Einstein no lo consiguió. Ahora, iniciado el nuevo milenio, los partidarios de la teoría de cuerdas anuncian que finalmente han salido a la luz los hilos de este escurridizo tapiz unificado. La teoría de cuerdas posee ‘el potencial de mostrar que todos los sorprendentes sucesos que se producen en el universo -desde la frenética danza de esas partículas subatómicas llamadas quarks, hasta el majestuoso vals de las estrellas binarias en sus órbitas; desde la bola de fuego inicial del big bang, hasta los elegantes remolinos de las galaxias celestes- son reflejos de un gran principio

físico, de una ecuación magistral.

Dado que estas características de la teoría de cuerdas exigen que cambiemos drásticamente

nuestra manera de entender el espacio, el tiempo y la materia, llevará cierto tiempo que nos

adaptemos a ella hasta instalarnos en un nivel en el que resulte cómodo manejarla. No obstante, como se verá más adelante, vista en su propio contexto, la teoría de cuerdas emerge como un producto impresionante, pero natural, a partir de los descubrimientos revolucionarios que ha realizado la física durante los últimos cien años. De hecho, veremos que el conflicto existente entre

la relatividad general y la mecánica cuántica no es realmente el primero, sino el tercero en una serie de conflictos decisivos con los que se tuvieron que enfrentar los científicos durante el siglo pasado, y que se han resuelto como consecuencia de una revisión radical de nuestro modo de comprender el universo.

Los tres conflictos
El primero de estos conflictos, que ya se había detectado nada menos que a finales del siglo
XIX, se refiere a las desconcertantes propiedades del movimiento de la luz. Dicho resumidamente, según las leyes del movimiento de Isaac Newton, si alguien pudiera correr a una velocidad suficientemente rápida podría emparejarse con un rayo de luz que se esté emitiendo, mientras que, según las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, esto es imposible. Como veremos en el capítulo 2, Einstein resolvió este conflicto mediante su teoría de la relatividad especial y así le dio un vuelco completo a nuestro modo de entender el espacio y el tiempo. Según la relatividad especial, ya no se puede considerar al espacio y al tiempo como conceptos universales grabados en
piedra y percibidos de forma idéntica por todos los individuos. El espacio y el tiempo surgieron, a partir de la reelaboración llevada a cabo por Einstein, como estructuras maleables cuya forma y modo de presentarse dependen del estado de movimiento del observador.
El desarrollo de la relatividad especial creó inmediatamente el escenario para el segundo
conflicto. Una de las conclusiones del trabajo de Einstein es que ningún objeto –de hecho, ninguna influencia o perturbación de ninguna clase- puede viajar a una velocidad mayor que la de la luz. Sin embargo, como comentaremos en el capítulo 3, la teoría universal de la gravedad de Newton, que experimentalmente funciona tan bien y es tan grata para la intuición, habla de influencias que se transmiten en el espacio a grandes distancias instantáneamente. De nuevo fue Einstein quien intervino en el conflicto y lo resolvió ofreciendo un nuevo concepto de la gravedad en su teoría general de la relatividad de 1915. Del mismo modo que la relatividad especial trastocó los conceptos previos de espacio y tiempo, lo hizo la relatividad general. No es sólo que el espacio y el tiempo estén influidos por el estado de movimiento del observador, sino que, además, pueden alabearse y curvarse en respuesta a la presencia de materia o energía. Tales distorsiones en la estructura del espacio y el tiempo, como veremos más adelante, transmiten la fuerza de la gravedad de un lugar a otro. Por consiguiente, no se puede ya pensar que el espacio y el tiempo sean un telón de fondo inerte en el que se desarrollan los sucesos del universo; al contrario, según la relatividad especial y la relatividad general, son actores que desempeñan un papel íntimamente ligado al desarrollo de dichos sucesos.
Una vez más el modelo se repite: el descubrimiento de la relatividad general, aunque resuelve
un conflicto, nos lleva a otro. A lo largo de tres décadas a partir de 1900, los físicos desarrollaron la mecánica cuántica (que se discute en el capítulo 4) en respuesta a varios problemas evidentes que se pusieron de manifiesto cuando los conceptos de la física del siglo XIX se aplicaron al mundo microscópico. Como hemos mencionado anteriormente, el tercer conflicto, el más trascendental, surge de la incompatibilidad entre la mecánica cuántica y la relatividad general. Como veremos en el capítulo 5, la forma geométrica ligeramente curvada del espacio, que aparece a partir de la relatividad general, es incompatible con el comportamiento microscópico irritante y frenético del universo que se deduce de la mecánica cuántica. Dado que hasta mediados de la década de 1980 no se presenta la solución que ofrecía la teoría de cuerdas, a dicho conflicto se le llama con toda razón
el problema central de la física moderna. Además, la teoría de cuerdas, que se construye sobre la relatividad general y la relatividad especial, exige también una seria renovación de nuestros
conceptos de espacio y tiempo. Por ejemplo, la mayoría de nosotros considera evidente que nuestro universo tenga tres dimensiones espaciales. Sin embargo, según la teoría de cuerdas esto no es así, ya que dicha teoría afirma que nuestro universo posee muchas más dimensiones que las que se perciben a simple vista -dimensiones que están arrolladas apretadamente dentro de la estructura
plegada del cosmos-. Estas notables características de la naturaleza del espacio y el tiempo son tan esenciales que las utilizaremos como línea directriz en todo el libro de ahora en adelante. En realidad, la teoría de cuerdas es la historia del espacio y el tiempo desde Einstein.
Para valorar lo que es realmente la teoría de cuerdas, necesitamos retroceder un paso y describir brevemente lo que hemos aprendido durante el último siglo sobre la estructura microscópica del universo.

AGUJEROS NEGROS Y PEQUEÑOS UNIVERSOS

La caída en un agujero negro se ha convertido en uno de los horrores de la
ciencia ficción. De hecho, puede afirmarse que los agujeros negros son realmente
materia de la ciencia mas que de la ciencia ficción. Como explicaré, hay buenas
razones para predecir la existencia de los agujeros negros; los testimonios de las
observaciones apuntan inequívocamente a la presencia de cierto número de
agujeros negros en nuestra propia galaxia y de mas en otras.
Cuando verdaderamente trabajan de firme los escritores de ciencia ficción es a la
hora de narrar lo que sucede al que cae en un agujero negro. Una afirmación
corriente es la de que, si el agujero negro gira, uno puede precipitarse por un
pequeño orificio en el espacio-tiempo y salir a otra región del universo. Esto
suscita obviamente grandes posibilidades para el viaje espacial. Necesitamos algo
semejante para dirigirnos en el futuro hacia otras estrellas y con mas razón si
pretendemos ir a otras galaxias. El hecho de que nada pueda viajar a mayor
velocidad que la de la luz significa que el viaje de ida y vuelta a la estrella más
próxima exigiría por menos ocho años. ¡Demasiado para pasar un fin de semana
en Alfa Centauro! Por otro lado, si uno consigue entrar por un agujero negro
podría reaparecer en cualquier lugar del universo. Sin embargo no esta muy claro
el medio de elegir destino; es posible elegir disfrutar unas vacaciones en Virgo y
acabar en la nebulosa del Cangrejo.
Lamento decepcionar a los aspirantes al turismo galáctico, pero este guión no
funciona: si uno penetra en un agujero negro, acabara aplastado y desintegrado. A
pesar de ello, tiene sentido decir que las partículas que constituyen el cuerpo pasarán a otro universo, pero no creo que a quien acabe convertido en espagueti en un agujero negro Ie sirva de consuelo saber que sus partículas pueden sobrevivir.
Al margen de bromas, este trabajo esta basado en ciencia sólida. En la mayoría de lo que aquí digo coinciden otros científicos que investigan en este campo, aunque su aceptación sea bastante reciente. Sin embargo, la última parte del trabajo está basada en indagaciones de ultima hora sobre que no es general el
consenso, pero han suscitado un interés considerable.
Aunque el concepto de lo que ahora denominamos “agujero negro" me introducido
hace mas de doscientos años, el nombre data sólo de 1967 y su autor fue el físico
norteamericano John Wheeler. Constituyó un golpe de genio, que garantizó la entrada de los agujeros negros en la mitología de la ciencia ficción. Además estimuló la investigación científica al proporcionar un término definido a algo que carecía de un titulo satisfactorio. No conviene subestimar la importancia que en elámbito científico cobra un buen nombre.
Por lo que conozco, el primero en referirse a los agujeros negros fue alguien en
Cambridge llamado John Michell, que redactó un trabajo sobre este asunto en
1783. Su idea era esta: supongamos que disparamos verticalmente una granada
de cañón desde la superficie terrestre, a medida que se remonte, disminuirá su
velocidad por efecto de la gravedad, acabando por interrumpir su ascensión y
retomar a la superficie, pero, si supera una cierta velocidad crítica, jamás dejará
de ascender para caer, sino que continuara alejándose. Esta velocidad critica
recibe el nombre de velocidad de escape. Es de unos 11,2 kilómetros por segundo
en la Tierra y de unos 160 kilómetros por segundo en el Sol. Ambas velocidades
son superiores a la velocidad de una auténtica granada de cañón, pero muy
inferiores a la velocidad de la luz, que es de trescientos mil kilómetros por
segundo. Eso significa que la gravedad no ejerce gran efecto sobre la luz, que
puede escapar sin dificultad de la Tierra o del Sol. Pero Michell razonó que seria
posible la existencia de una estrella con masa suficientemente grande y tamaño
suficientemente pequeño para que su velocidad de escape fuera superior a la de
la luz. No conseguiríamos ver semejante estrella, porque no nos llegaría la luz de
su superficie; quedaría retenida por el campo gravitatorio del astro. Sin embargo,
podemos detectar la presencia de la estrella por el efecto que su campo
gravitatorio ejerza en la materia próxima.
No es realmente consecuente tratar a la luz como granadas de cañón. Según un
experimento llevado a cabo en 1897, la luz viaja siempre a la misma velocidad
constante. ¿Cómo, entonces, puede reducirla la gravedad? Hasta 1915, cuando
Einstein formuló la teoría general de la relatividad, no se dispuso de una
explicación consistente del modo en me la gravedad afecta a la luz y hasta la
década de los sesenta no se entendieron generalmente las inferencias de esta
teoría para estrellas viejas y otros astros enormes.
Según la relatividad general, cabe considerar el espacio y el tiempo juntos como
integrantes de un espacio cuatridimensional denominado espacio-tiempo. Este
espacio no plano; se halla distorsionado o curvado por la materia y la energía que
contiene. Observamos esta curvatura en el combado de las ondas luminosas o de
radio que pasan cerca del Sol en su viaje hacia nosotros. En el caso de la luz que
pasa próxima al Sol, la curvatura es muy pequeña. Pero si este se contrajera
hasta sólo un diámetro de unos pocos kilómetros la curvatura sería tan grande que
la luz no podría escapar y se quedaría retenida por el campo gravitatorio del Sol.
Según la teoría de la relatividad, nada puede desplazarse a velocidad superior a la
de la luz, así que existiría allí una región de la que nada puede escapar. Esta región recibe de nombre de agujero negro. Su frontera es el horizonte de sucesos y esta formado por la luz que no consigue escapar v que permanece en el borde.
Puede que parezca ridículo enunciar la posibilidad de que el Sol se contraiga
hasta tener solo un diámetro de unos cuantos kilómetros, cabe pensar que no es
posible una contracción tal de la materia, pero resulta que si puede serlo.
El Sol posee su tamaño actual porque está muy caliente. Consume hidrógeno para
transformarlo en helio, como una bomba H bajo control. El calor liberado en este
proceso genera una presión que permite al Sol resistir la atracción de su propia
gravedad, que trata de empequeñecerlo.
Con el tiempo, el Sol agotará su combustible nuclear, lo que sucederá hasta
dentro de cinco mil millones de años, así que no hay que apresurarse a reservar
boleto para un vuelo con destino a otra estrella. Astros más grandes que el Sol
quemarán su combustible con una rapidez mucho mayor cuando lo consuman
empezarán a perder calor y a contraerse; si su tamaño es inferior a dos veces la
masa del Sol acabarán por dejar de contraerse y alcanzaran un estado estable;
uno de tales estados es el llamado de enana blanca, estrellas que poseen un radio
de unos miles de kilómetros y una densidad de centenares de toneladas por
centímetro cúbico. Otro de tales estados es el de la estrella de neutrones, que
tienen un radio de unos quince kilómetros y una densidad de millones de
toneladas por centímetro cúbico.
Conocemos numerosas enanas blancas en nuestro sector de la galaxia. Las
estrellas de neutrones fueron observadas hasta 1967, cuando Jocelyn Bell y
Antony Hewich en Cambridge descubrieron unos objetos denominados pulsares
que emitían vibraciones regulares de ondas de radio. Al principio se preguntaron si
habrían establecido contacto con una civilización alienígena. Recuerdo que la sala
en que anunciaron su hallazgo estaba decorada con figuras de "hombrecillos
verdes". Al final, ellos y todos los demás llegaron a la conclusión menos romántica
de que esos objetos eran estrellas de neutrones en rotación, lo cual constituyó una
noticia para los autores de westerns espaciales y también una buena información
para los pocos que entonces creíamos en los agujeros negros. Si algunas estrellas
podían contraerse hasta tener un diámetro de veinte o treinta kilómetros y
convertirse en estrellas de neutrones, cabía esperar que otras se contrajeran aún
más para convertirse en agujeros negros.
Una estrella cuya masa sea superior dos veces a la del Sol no puede acabar en
enana blanca o en estrella de neutrones; en algunos casos estallará y arrojará
materia suficiente para que su masa llegue a ser inferior al límite, pero no siempre
sucederá así. Algunas estrellas se volverán tan pequeñas que sus campos
gravitatorios curvaran la luz hasta el punto de que ésta retorne hacia la estrella. Ni
la luz ni ninguna otra cosa podrá escapar de allí. Esas estrellas se convertirán en
agujeros negros. Las leyes de la física son simétricas en el tiempo; en
consecuencia, si existen objetos llamados agujeros negros donde caen cosas que
no pueden salir, ha de haber otros objetos de donde las cosas puedan salir pero
no caer. Cabria denominarlos agujeros blancos. Se podría imaginar la posibilidad
de saltar a un agujero negro en un lugar para salir en otro por un agujero blanco;
seria el método ideal de viaje espacial a larga distancia antes mencionado. Todo lo
que se necesitaría sería hallar cerca un agujero negro. Tal forma de viaje pareció
factible en un primer momento. Hay soluciones de la teoría general de la
relatividad de Einstein en las que se puede caer en un agujero negro y salir por un
agujero blanco, pero investigaciones ulteriores mostraron que estas soluciones
eran muy inestables; una mínima perturbación, como la presencia de una nave
espacial, destruiría la "gatera” o conducto desde el agujero negro al blanco. La
nave espacial quedaría destrozada por fuerzas de una magnitud infinita. Sería
como cruzar en un barril las cataratas del Niágara.
Tras esto parece no haber esperanza. Los agujeros negros serian útiles para
desembarazarse de la basura o incluso de algún amigo, solo que constituyen un
"país de irás y no volverás". Lo dicho hasta aquí se basa, sin embargo, en cálculos
referidos a la teoría general de la relatividad de Einstein, que concuerda con todas
las observaciones efectuadas, aunque sabemos que no puede ser del todo cierto
porque no incorpora el principio de indeterminación de la mecánica cuántica. Este
principio afirma la imposibilidad de que las partículas tengan simultáneamente una
posición y una velocidad bien definidas. Cuanto mayor sea la precisión con que se
mida la posición de una partícula, tanto menor será la precisión con que quepa
medir la velocidad y viceversa.
En 1973 comencé a investigar que diferencia supondría el principio de indeterminación en los agujeros negros. Con gran sorpresa por parte de todos y mía propia descubrí quo significaba que los agujeros negros no lo son completamente, sino que emitirían radiaciones y partículas con un ritmo constante.
Mis resultados suscitaron la incredulidad general cuando los anuncie cerca de
Oxford durante una conferencia. El presidente del acto declaró que eran absurdos
y escribió un trabajo afirmándolo. Cuando otros repitieron mis cálculos, hallaron el
mismo efecto y, al final, el presidente hubo de admitir que yo estaba en lo cierto.
¿Cómo pueden escapar radiaciones del campo gravitatorio de un agujero negro?
Hay diversos modos de entenderlo, y aunque parecen muy diferentes, en realidad,
todos son equivalentes. Uno consiste en advertir que en distancias cortas, el principio de indeterminación permite que las partículas se desplacen a una velocidad superior a la de la luz. Así, partículas y radiación pueden atravesar el horizonte de sucesos y escapar. del agujero negro. Es posible que salgan cosas
de allí, aunque lo que regrese de un agujero negro será diferente de lo que cayó.
Solo la energía será la misma.
A medida que un agujero negro emita partículas y radiación perderá masa, lo que
provocara que se empequeñezca y lance partículas más rápidamente. Con el
tiempo su masa llegara a ser cero y desaparecerá por completo. ¿Qué les
sucederá a los objetos, incluyendo posibles naves espaciales, que hubieran caído
en el agujero negro? Según algunas de mis recientes investigaciones, la respuesta
es que irán a parar a un pequeño universo propio. Un universo diminuto y
encerrado en sí mismo, que se separe de nuestra región del universo. Este
pequeño universo puede unirse de nuevo a nuestra región del espacio-tiempo. De
ser así, se nos presentará como otro agujero negro que se constituyó y luego
desapareció. Partículas caídas en un agujero negro aparecerán como partículas
emitidas por el otro agujero negro y viceversa.
Esto parece justamente lo que se necesitaba para que fuese posible el viaje
espacial a través de los agujeros negros. Uno conduce simplemente su nave
espacial hacia el agujero negro que se Ie antoje (convendría que fuese grande
para que las fuerzas gravitatorias no lo hiciesen papilla antes de entrar), el
interesado espera reaparecer en algún otro agujero, aunque no podrá elegir
dónde.
Este sistema de transporte intergaláctico ofrece un serio inconveniente: los
pequeños universos a donde llegan las partículas del agujero corresponden al
llamado tiempo imaginario. En tiempo real, un astronauta que cayera en un
agujero negro tendría un desagradable final: quedaría desgarrado por la diferencia
entre las fuerzas gravitatorias sobre su cabeza y sus pies, ni siquiera sobrevivirían
las partículas que constituyeron su cuerpo. Sus historias, en tiempo real,
concluirían en una singularidad, pero en el tiempo imaginario proseguirán las
historias de las partículas, que pasarían al pequeño universo y emergerían como
partículas emitidas por otro agujero negro. En cierto sentido, el astronauta sería
transportado a otra región del universo, aunque las partículas que emergieran no
se asemejarían gran cosa al astronauta; tampoco podría servirle de mucho
consuelo saber que sus partículas sobrevivirán en tiempo imaginario puesto que
penetró en la singularidad en tiempo real. Cualquiera que caiga en un agujero
negro debe atenerse al siguiente lema: "Piensa en lo imaginario."
¿Que es lo que determina en donde emergerán las partículas? El número de
partículas en el pequeño universo será igual al número de las que cayeron por el
agujero negro más las que este emita durante su disolución. Eso significa que las
partículas caídas en un agujero negro saldrán por otro de la misma masa
aproximada. Cabe así tratar de seleccionar por donde saldrán las partículas si se
crea un agujero negro de la misma masa que aquel en que cayeron las partículas.
Igualmente probable seria que el agujero negro expulsara cualquier otra serie de
partículas con la misma energía total, y aunque emitiera el mismo tipo de
partículas, nadie podría decir si se trataba de las que cayeron por el otro agujero.
Las partículas no llevan tarjeta de identidad: todas las de un determinado tipo
parecen iguales.
Lo anterior significa la improbabilidad de que resulte factible alguna vez el viaje a
través de un agujero negro. En primer lugar, se tendría que ir viajando por el
tiempo imaginario, sin preocuparse del terrible final que su historia pudiera tener
en tiempo real. En segundo lugar, no cabría elegir el punto de destino. Sería como
viajar en algunas compañías de líneas aéreas, que yo podría mencionar.
Aunque los pequeños universos no resulten muy útiles para los viajes espaciales,
tienen consecuencias importantes para la tentativa de hallar una teoría unificada
completa que describa la totalidad del universo. Nuestras teorías actuales
contienen cierto número de cantidades, como el tamaño de la carga eléctrica de
una partícula, que no pueden predecir los valores de esas cantidades, aunque la
mayoría de los científicos cree que hay alguna teoría unificada subyacente capaz
de predecir todos esos valores.
Es muy posible que exista esa teoría subyacente. La candidata mejor colocada por
el momento recibe el nombre de supercuerda heterótica. La idea es que el
espacio-tiempo está lleno de lacitos, como cabos de hilo. Las que concebimos
como partículas elementales son, en realidad, esos lacitos que vibran de modos
diferentes. Esta teoría no contiene números cuyos valores puedan ser adaptados.
Cabria esperar que la teoría unificada fuese capaz de predecir todos los valores
de las cantidades, como la carga eléctrica de una partícula, que quedan
indeterminados conforme a nuestras teorías presentes. Aunque no hayamos
podido predecir ninguna de esas cantidades a partir de la teoría de la
supercuerda, muchos creen que llegaremos a conseguirlo.
De ser correcta la imagen de los pequeños universos, nuestra capacidad para
predecir tales cantidades se vera reducida, ya que no podemos observar cuantos
pequeños universos hay por ahí afuera aguardando reunirse con nuestra región
del universo. Es posible que existan pequeños universos con sólo unas cuantas
partículas, pero serían tan reducidos que nadie advertiría su unión ni su
separación. Sin embargo, al integrarse, alterarán los valores aparentes de
cantidades tales como la carga eléctrica de una partícula y en consecuencia, no
conseguiremos predecir cuales serán los valores aparentes de esas cantidades,
porque ignoramos cuántos pequeños universos hay aguardando ahí afuera. Puede
que haya una explosión de la población de pequeños universos. A diferencia del
caso humano, no parecen existir factores limitadores como la oferta de alimentos o
el espacio habitable. Los pequeños universos existen en su propio terreno. Es un
poco como preguntar cuantos ángeles pueden danzar en la cabeza de un alfiler.
En la mayoría de las cantidades, los pequeños universos parecen introducir en los
valores predichos un volumen definido, aunque reducido, de indeterminación, pero que pueden proporcionar una explicación del valor observado de una cantidad importantísima, la llamada constante cosmológica.
Éste es en las ecuaciones de la relatividad general un término que proporciona al espacio-tiempo una tendencia integrada a expandirse o contraerse. Originariamente, Einstein propuso una pequeñísima constante cosmológica con la esperanza de equilibrar la tendencia de la materia a hacer que se contrajera el universo. Esa motivación desapareció cuando se descubrió que el universo se expandía.
Pero no resultó fácil desembarazarse de la constante cosmológica. Cabía esperar que las fluctuaciones implícitas en la mecánica cuántica arrojasen una constante cosmológica que fuese muy grande. Sin embargo, podemos observar como la expansión del universo varia con el tiempo y determinar, así, que es muy pequeña
la constante cosmológica. Hasta ahora no existe una buena explicación de la razón de que sea ten reducido el valor observado. Pero la separación y reunión de los pequeños universos afectará el valor aparente de la constante cosmológica.
Como no sabemos cuantos pequeños universos hay, existirán diferentes valores
posibles de la constante cosmológica aparente. Sin embargo, un valor próximo a
cero será, cuando mucho, el más probable.
S.H

EL COSMOS ES TODO LO QUE ES O LO QUE FUE O LO QUE SERÁ ALGUNA VEZ

  Nuestras contemplaciones más tibias del Cosmos nos conmueven: un escalofrío recorre nuestro espinazo, la voz se nos quiebra, hay una sensación débil, como la de un recuerdo lejano, o la de caer desde lo alto.  Sabemos que nos estamos acercando al mayor de los misterios.

El tamaño y la edad del Cosmos superan la comprensión normal del hombre.  Nuestro diminuto hogar planetario está perdido en algún punto entre la inmensidad y la eternidad.  En una perspectiva cósmica la mayoría de las preocupaciones humanas parecen insignificantes, incluso frívolas.  Sin embargo nuestra especie es joven, curiosa y valiente, y promete mucho.  En los últimos milenios hemos hecho los descubrimientos más asombrosos e inesperados sobre el Cosmos y el lugar que ocupamos en él; seguir el hilo de estas exploraciones es realmente estimulante.  Nos recuerdan que los hombres han evolucionado para admirar se de las cosas, que comprender es una alegría, que el conocimiento es requisito esencial para la supervivencia.  Creo que nuestro futuro depende del grado de comprensión que tengamos del Cosmos en el cual flotamos como una mota de polvo en el cielo de la mañana.

Estas exploraciones exigieron a la vez escepticismo e imaginación.  La imaginación nos llevará a menudo a mundos que no existieron nunca.  Pero sin ella no podemos llegar a ninguna parte.  El escepticismo nos permite distinguir la fantasía de la realidad, poner a prueba nuestras especulaciones.  La riqueza del Cosmos lo supera todo: riqueza en hechos elegantes, en exquisitas interrelaciones, en la maquinaria sutil del asombro.

La superficie de la Tierra es la orilla del océano cósmico.  Desde ella hemos aprendido la mayor parte de lo que sabemos.  Recientemente nos hemos adentrado un poco en el mar, vadeando lo suficiente para mojamos los dedos de los pies, o como máximo para que el agua nos llegara al tobillo.  El agua parece que nos invita a continuar.  El océano nos llama.  Hay una parte de nuestro ser conocedora de que nosotros venimos de allí.  Deseamos retomar.  No creo que estas aspiraciones sean irreverentes, aunque puedan disgustar a los dioses, sean cuales fueren los dioses posibles.

Las dimensiones del Cosmos son tan grandes que el recurrir a unidades familiares de distancia, como metros o kilómetros, que se escogieron por su utilidad en la Tierra, no serviría de nada.  En lugar de ellas medimos la distancia con la velocidad de la luz.  En un segundo un rayo de luz recorre casi 300 000 kilómetros, es decir que da diez veces la vuelta a la Tierra.  Podemos decir que el Sol está a ocho minutos luz de distancia.  La luz en un año atraviesa casi diez billones de kilómetros por el espacio.  Esta unidad de longitud, la distancia que la luz recorre en un año, se llama año luz.  No mide tiempo sino distancias, distancias enormes.

La Tierra es un lugar, pero no es en absoluto el único lugar.  No llega a ser ni un lugar normal.  Ningún planeta o estrella o galaxia puede ser normal, porque la mayor parte del Cosmos está vacía.  El único lugar normal es el vacío vasto, frío y universal, la noche perpetua del espacio intergaláctico, un lugar tan extraño y desolado que en comparación suya los planetas, y las estrellas y las galaxias se nos antojan algo dolorosamente raro y precioso.  Si nos soltaran al azar dentro del Cosmos la probabilidad de que nos encontráramos sobre un planeta o cerca de él sería inferior a una parte entre mil millones de billones de billones' (1 0 , un uno seguido de 33 ceros).  En la vida diaria una probabilidad así se considera nula.  Los mundos son algo precioso.

Si adoptamos una perspectiva intergaláctica veremos esparcidos como la espuma marina sobre las ondas del espacio innumerables zarcillos de luz, débiles y tenues.  Son las galaxias.  Algunas son viajeras solitarias; la mayoría habitan en cúmulos comunales, apretadas las unas contra las otras errando eternamente en la gran oscuridad cósmica.  Tenemos ante nosotros el Cosmos a la escala mayor que conocemos.  Estamos en el reino de las nebulosas, a ocho mil millones de años luz de la Tierra, a medio camino del borde del universo conocido.

Una galaxia se compone de gas y de polvo y de estrellas, de miles y miles de millones de estrellas.  Cada estrella puede ser un sol para alguien.  Dentro de una galaxia hay estrellas y mundos y quizás también una proliferación de seres vivientes y de seres inteligentes y de civilizaciones que navegan por el espacio.  Pero desde lejos una galaxia me recuerda más una colección de objetos cariñosamente recogidos: quizás de conchas marinas, o de corales, producciones de la naturaleza en su incesante labor durante eones en el océano cósmico.

Hay unos cientos de miles de millones de galaxias (1 0 cada una con un promedio de un centenar de miles de millones de estrellas.  Es posible que en todas las galaxias haya tantos planetas como estrellas,1011 x 1011 = 1022, diez mil millones de billones.  Ante estas cifras tan sobrecogedoras, ¿cuál es la probabilidad de que una estrella ordinaria, el Sol, vaya acompañada por un planeta habitado? ¿Por qué seríamos nosotros los afortunados, medio escondidos en un rincón olvidado del Cosmos?  A mí se me antoja mucho más probable que el universo rebose de vida.  Pero nosotros, los hombres, todavía lo ignoramos.  Apenas estamos empezando nuestras exploraciones.  Desde estos ocho mil millones de años luz de distancia tenemos grandes dificultades en distinguir el cúmulo dentro del cual está incrustada nuestra galaxia Vía Láctea, y mucho mayores son para distinguir el Sol o la Tierra.  El único planeta que sabemos seguro que está habitado es un diminuto grano de roca y de metal, que brilla débilmente gracias a la luz que refleja del Sol, y que a esta distancia se ha esfumado totalmente.

Pero ahora nuestro viaje nos lleva a lo que los astrónomos de la Tierra llaman con gusto el Grupo Local de galaxias.  Tiene una envergadura de varios millones de años luz y se compone de una veintena de galaxias.  Es un cúmulo disperso, oscuro y sin pretensiones.  Una de estas galaxias es M3 1, que vista desde la Tierra está en la constelación de Andrómeda.  Es, como las demás galaxias espirales, una gran rueda de estrellas, gas y polvo.  M31 tiene dos satélites pequeños, galaxias elípticas enanas unidas a ella por la gravedad, por las mismas leyes de la física que tienden a mantenerme sentado en mi butaca.  Las leyes de la naturaleza son las mismas en todo el Cosmos.  Estamos ahora a dos millones de años luz de casa.

Más allá de M31 hay otra galaxia muy semejante, la nuestra, con sus brazos en espiral que van girando lentamente, una vez cada 250 millones de años.  Ahora, a cuarenta mil años luz de casa, nos encontramos cayendo hacia la gran masa del centro de la Vía Láctea.  Pero si queremos encontrar la Tierra, tenemos que redirigir nuestro curso hacia las afueras lejanas de la galaxia, hacia un punto oscuro cerca del borde de un distante brazo espiral.

La impresión dominante, incluso entre los brazos en espiral, es la de un río de estrellas pasando por nuestro lado: un gran conjunto de estrellas que generan exquisitamente su propia luz, algunas tan delicadas como una pompa de jabón y tan grandes que podrían contener en su interior a diez mil soles o a un billón de tierras; otras tienen el tamaño de una pequeña ciudad y son cien billones de veces más densas que el plomo.  Algunas estrellas son solitarias, como el Sol, la mayoría tienen compañeras.  Los sistemas suelen ser dobles, con dos estrellas orbitando una alrededor de la otra.  Pero hay una gradación continua desde los sistemas triples pasando por cúmulos sueltos de unas docenas de estrellas hasta los grandes cúmulos globulares que resplandecen con un millón de soles.  Algunas estrellas dobles están tan próximas que se tocan y entre ellas fluye sustancia estelar.  La mayoría están separadas a la misma distancia que Júpiter del Sol.  Algunas estrellas, las supernovas, son tan brillantes como la entera galaxia que las contiene; otras, los agujeros negros, son invisibles a unos pocos kilómetros de distancia.  Algunas resplandecen con un brillo constante; otras parpadean de modo incierto o se encienden y se oscurecen con un ritmo inalterable.  Algunas giran con una elegancia señorial; otras dan vueltas de modo tan frenético que se deforman y quedan oblongas.  La mayoría brillan principalmente con luz visible e infrarrojo; otras son también fuentes brillantes de rayos X o de ondas de radio.  Las estrellas azules son calientes y jóvenes; las estrellas amarillas, convencionales y de media edad; las estrellas rojas son a menudo ancianas o moribundas; y las estrellas blancas pequeñas o las negras están en los estertores finales de la muerte.  La Vía Láctea contiene unos 400 mil millones de estrellas de todo tipo que se mueven con una gracia compleja y ordenada.  Hasta ahora los habitantes de la Tierra conocen de cerca, de entre todas las estrellas, sólo una.

Cada sistema estelar es una isla en el espacio, mantenida en cuarentena perpetua de sus vecinos por los años luz.  Puedo imaginar a seres en mundos innumerables que en su evolución van captando nuevos vislumbres de conocimiento: en cada mundo estos seres suponen al principio que su planeta baladí y sus pocos e insignificantes soles son todo lo que existe.  Crecemos en aislamiento.  Sólo de modo lento nos vamos enseñando el Cosmos.

Algunas estrellas pueden estar rodeadas por millones de pequeños mundos rocosos y sin vida, sistemas planetarios congelados en alguna fase primitiva de su evolución.  Quizás haya muchas estrellas que tengan sistemas planetarios bastante parecidos al nuestro: en la periferia grandes planetas gaseosos con anillos y lunas heladas, y más cerca del centro, mundos pequeños, calientes, azules y blancos, cubiertos de nubes.  En algunos de ellos puede haber evolucionado vida inteligente que ha remodelado la superficie planetario con algún enorme proyecto de ingeniería.  Son nuestros hermanos y hermanas del Cosmos. ¿Son muy distintos de nosotros? ¿Cuál es su forma, su bioquímica, su neurobiología, su historia, su política, su ciencia, su tecnología, su arte, su música, su religión, su filosofía?  Quizás algún día trabemos conocimiento con ellos.

Hemos llegado ya al patio de casa, a un año luz de distancia de la Tierra.  Hay un enjambre esférico de gigantescas bolas de nieve compuestas por hielo, roca y moléculas orgánicas que rodea al Sol: son los núcleos de los cometas.  De vez en cuando el paso de una estrella provoca una pequeña sacudida gravitatoria, y alguno de ellos se precipita amablemente hacia el sistema solar interior.  Allí el Sol lo calienta, el hielo se vaporiza y se desarrolla una hermosa cola cometaria.

Nos acercamos a los planetas de nuestro sistema: son mundos pesados, cautivos del Sol, obligados gravitatoriamente a seguirlo en órbitas casi circulares, y calentados principalmente por la luz solar.  Plutón, cubierto por hielo de metano y acompañado por su solitaria luna gigante, Caronte, está iluminado por un Sol distante, que apenas destaca como un punto de luz brillante en un cielo profundamente negro.  Los mundos gaseosos gigantes, Neptuno, Urano, Satumo  la  joya del sistema solar y Júpiter están todos rodeados por un séquito de lunas heladas.  En el interior de 1 la región de los planetas gaseosos y de los icebergs en órbita están los dominios cálidos y rocosos del sistema solar interior.  Está por ejemplo Marte, el planeta rojo, con encumbrados volcanes, grandes valles de dislocación, enormes tormentas de arena que abarcan todo el planeta y con una pequeña probabilidad de que existan algunas formas simples de vida.  Todos los planetas están en órbita alrededor del Sol, la estrella más próxima, un infierno de gas de hidrógeno y de helio ocupado en reacciones termonucleares y que inunda de luz el sistema solar.

Finalmente, y acabando nuestro paseo, volvemos a nuestro mundo azul y blanco, diminuto y frágil, perdido en un océano cósmico cuya vastitud supera nuestras imaginaciones más audaces.  Es un mundo entre una inmensidad de otros mundos.  Sólo puede tener importancia para nosotros.  La Tierra es nuestro hogar, nuestra madre.  Nuestra forma de vida nació y evolucionó aquí.  La especie humana está llegando aquí a su edad adulta.  Es sobre este mundo donde desarrollamos nuestra pasión por explorar el Cosmos, y es aquí donde estamos elaborando nuestro destino, con cierto dolor y sin garantías.

Bienvenidos al planeta Tierra: un lugar de cielos azules de nitrógeno, océanos de agua líquida, bosques frescos y prados suaves, un mundo donde se oye de modo evidente el murmullo de la vida.  Este mundo es en la perspectiva cósmica, como ya he dicho, conmovedoramente bello y raro; pero además es de momento único.  En todo nuestro viaje a través del espacio y del tiempo es hasta el momento el único mundo donde sabemos con certeza que la materia del Cosmos se ha hecho viva y consciente.  Ha de. haber muchos más mundos de este tipo esparcidos por el espacio, pero nuestra búsqueda de ellos empieza aquí, con la sabiduría acumulada de los hombres y mujeres de nuestra especie, recogida con un gran coste durante un millón de años.  Tenemos el privilegio de vivir entre personas brillantes y apasionadamente inquisitivas, y en una época en la que se premia generalmente la búsqueda del conocimiento.  Los seres humanos, nacidos en definitiva de las estrellas y que de momento están habitando ahora un mundo llamado Tierra, han iniciado el largo viaje de regreso a casa.

El descubrimiento de que la Tierra es un mundo pequeño se llevó a cabo como tantos otros importantes descubrimientos humanos en el antiguo Oriente próximo, en una época que algunos humanos llaman siglo tercero a. de C., en la mayor metrópolis de aquel tiempo, la ciudad egipcia de Alejandría.  Vivía allí un hombre llamado Eratóstenes.  Uno de sus envidiosos contemporáneos le apodó  Beta , la segunda letra del alfabeto griego, porque según decía Eratóstenes era en todo el segundo mejor del mundo.  Pero parece claro que Eratóstenes era  Alfa  en casi todo.  Fue astrónomo, historiador, geógrafo, filósofo, poeta, crítico teatral y matemático.  Los títulos de las obras que escribió van desde Astronomía hasta Sobre la libertad ante el dolor.  Fue también director de la gran Biblioteca de Alejandría, donde un día leyó en un libro de papiro que en un puesto avanzado de la frontera meridional, en Siena, cerca de la primera catarata del Nilo, en el mediodía del 21 de junio un palo vertical no proyectaba sombra.  En el solsticio de verano, el día más largo del año, a medida que avanzaban las horas y se acercaba el mediodía las sombras de las columnas del templo iban acortándose.  En el mediodía habían desaparecido.  En aquel momento podía verse el Sol reflejado en el agua en el fondo de un pozo hondo.  El Sol estaba directamente encima de las cabezas.

Era una observación que otros podrían haber ignorado con facilidad.  Palos, sombras, reflejos en pozos, la posición del Sol: ¿qué importancia podían tener cosas tan sencillas y cotidianas?  Pero Eratóstenes era un científico, y sus conjeturas sobre estos tópicos cambiaron el mundo; en cierto sentido hicieron el mundo.  Eratóstenes tuvo la presencia de ánimo de hacer un experimento, de observar realmente si en Alejandría los palos verticales proyectaban sombras hacia el mediodía del 21 de junio.  Y descubrió que sí lo hacían.

Eratóstenes se preguntó entonces a qué se debía que en el mismo instante un bastón no proyectara en Siena ninguna sombra mientras que en Alejandría, a gran distancia hacia el norte, proyectaba una sombra pronunciada.  Veamos un mapa del antiguo Egipto con dos palos verticales de igual longitud, uno clavado en Alejandría y el otro en Siena.  Supongamos que en un momento dado cada palo no proyectara sombra alguna.  El hecho se explica de modo muy fácil: basta suponer que la tierra es plana.  El Sol se encontrará entonces encima mismo de nuestras cabezas.  Si los dos palos proyectan sombras de longitud igual, la cosa también se explica en una Tierra plana: los rayos del Sol tienen la misma inclinación y forman el mismo ángulo con los dos palos.  Pero ¿cómo explicarse que en Siena no había sombra y al mismo tiempo en Alejandría la sombra era considerable? (Ver pág. 16.)

Eratóstenes comprendió que la única respuesta posible es que la superficie de la Tierra está curvada.  Y no sólo esto: cuanto mayor sea la curvatura, mayor será la diferencia entre las longitudes de las sombras.  El Sol está tan lejos que sus rayos son paralelos cuando llegan a la Tierra.  Los palos situados formando ángulos diferentes con respecto a los rayos del Sol proyectan sombras de longitudes diferentes.  La diferencia observada en las longitudes de las sombras hacía necesario que la distancia entre Alejandría y Siena fuera de unos siete grados a lo largo de la superficie de la Tierra; es decir que si imaginamos los palos prolongados hasta llegar al centro de la Tierra, formarán allí un ángulo de siete grados.  Siete grados es aproximadamente una cincuentava parte de los trescientos sesenta grados que contiene la circunferencia entera de la Tierra.  Eratóstenes sabía que la distancia entre Alejandría y Siena era de unos 800 kilómetros, porque contrató a un hombre para que lo midiera a pasos.  Ochocientos kilómetros por 50 dan 40 000 kilómetros: ésta debía ser pues la circunferencia de la Tierra.

Ésta es la respuesta correcta.  Las únicas herramientas de Eratóstenes fueron palos, ojos, pies y cerebros, y además el gusto por la experimentación.  Con estos elementos dedujo la circunferencia de la Tierra con un error de sólo unas partes por ciento, lo que constituye un logro notable hace 2 200 años.  Fue la primera persona que midió con precisión el tamaño de un planeta.

El mundo mediterráneo de aquella época tenia fama por sus navegaciones.  Alejandría era el mayor puerto de mar del planeta.  Sabiendo ya que la Tierra era una esfera de dimensiones modestas, ¿no iba a sentir nadie la tentación de emprender viajes de exploración, de buscar tierras todavía sin descubrir, quizás incluso de intentar una vuelta en barco a todo el planeta?  Cuatrocientos años antes de Eratóstenes, una flota fenicia contratada por el faraón egipcio Necao había circunnavegado África.  Se hicieron a la mar en la orilla del mar Rojo, probablemente en botes frágiles y abiertos, bajaron por la costa orienta¡ de África, subieron luego por el Atlántico, y regresaron finalmente a través del Mediterráneo.  Esta expedición épica les ocupó tres años, casi el mismo tiempo que tarda una moderna nave espacial Voyager en volar de la Tierra a Satumo.

Después del descubrimiento de Eratóstenes, marineros audaces y aventurados intentaron muchos grandes viajes.  Sus naves eran diminutas.  Disponían únicamente de instrumentos rudimentarios de navegación.  Navegaban por estima y seguían siempre que podían la línea costera.  En un océano desconocido podían determinar su latitud, pero no su longitud, observando noche tras noche la posición de las constelaciones con relación al horizonte.  Las constelaciones familiares eran sin duda un elemento tranquilizador en medio de un océano inexplorado.  Las estrellas son las amigas de los exploradores, antes cuando las naves navegaban sobre la Tierra y ahora que las naves espaciales navegan por el cielo.  Después de Eratóstenes es posible que hubiera algunos intentos, pero hasta la época de Magallanes nadie consiguió circunnavegar la Tierra. ¿Qué historias de audacia y de aventura debieron llegar a contarse mientras los marineros y los navegantes, hombres prácticos del mundo, ponían en juego sus vidas dando fe a las matemáticas de un científico de Alejandría?

En la época de Eratóstenes se construyeron globos que representaban a la Tierra vista desde el espacio; eran esencialmente correctos en su descripción del Mediterráneo, una región bien explorada, pero se hacían cada vez más inexactos a medida que se alejaban de casa.  Nuestro actual conocimiento del Cosmos repite este rasgo desagradable pero inevitable.  En el siglo primero, el geógrafo alejandrino Estrabón escribió:

Quienes han regresado de un intento de circunnavegar la Tierra no dicen que se lo haya impedido la presencia de un continente en su camino, porque el mar se mantenía perfectamente abierto, sino más bien la falta de decisión y la escasez de provisiones... Eratóstenes dice que a no ser por el obstáculo que representa la extensión del océano Atlántico, podría llegar fácilmente por mar de Iberia a la India... Es muy posible que en la zona templada haya una o dos tierras habitables... De hecho si [esta otra parte del mundo] está habitada, no lo está por personas como las que existen en nuestras partes, y deberíamos considerarlo como otro mundo habitado.

El hombre empezaba a aventurarse, en el sentido casi exacto de la palabra, por otros mundos.

La exploración subsiguiente de la Tierra fue una empresa mundial, incluyendo viajes de ¡da y vuelta a China y Polinesia.  La culminación fue sin duda el descubrimiento de América por Cristóbal Colón, y los viajes de los siglos siguientes, que completaron la exploración geográfica de la Tierra.  El primer viaje de Colón está relacionado del modo más directo con los cálculos de Eratóstenes.  Colón estaba fascinado por lo que llamaba la  Empresa de la Indias , un proyecto para llegar al Japón, China y la India, no siguiendo la costa de África y navegando hacia el Oriente, sino lanzándose audazmente dentro del desconocido océano occidental; o bien como Eratóstenes había dicho con asombrosa preciencia:  pasando por mar de Iberia a la India .

Colón había sido un vendedor ambulante de mapas viejos y un lector asiduo de libros escritos por antiguos geógrafos, como Eratóstenes, Estrabón y Tolomeo, o de libros que trataran de ellos.  Pero para que la Empresa de las Indias fuera posible, para que las naves y sus tripulaciones sobrevivieran al largo viaje, la Tierra tenía que ser más pequeña de lo que Eratóstenes había dicho.  Por lo tanto Colón hizo trampa con sus cálculos, como indicó muy correctamente la facultad de la Universidad de Salamanca que los examinó.  Utilizó la menor circunferencia posible de la Tierra y la mayor extensión hacia el este de Asia que pudo encontrar en todos los libros de que disponía, y luego exageró incluso estas cifras.  De no haber estado las Américas en medio del camino, las expediciones de Colón habrían fracasado rotundamente.

La Tierra está en la actualidad explorada completamente.  Ya no puede prometer nuevos continentes o tierras perdidas.  Pero la tecnología que nos permitió explorar y habitar las regiones más remotas de la Tierra nos permite ahora abandonar nuestro planeta, aventuramos en el espacio y explorar otros mundos.  Al abandonar la Tierra estamos en disposición de observarla desde lo alto, de ver su forma esférica sólida, de dimensiones eratosténicas, y los perfiles de sus continentes, confirmando que muchos de los antiguos cartógrafos eran de una notable competencia.  'Qué satisfacción habrían dado estas imágenes a Eratóstenes y a los demás geógrafos alejandrinos! Fue en Alejandría, durante los seiscientos años que se iniciaron hacia el 300 a. de C., cuando los seres humanos emprendieron, en un sentido básico, la aventura intelectual que nos ha llevado a las orillas del espacio.  Pero no queda nada del paisaje y de las sensaciones de aquella gloriosa ciudad de mármol.  La opresión y el miedo al saber han arrasado casi todos los recuerdos de la antigua Alejandría.  Su población tenía una maravillosa diversidad.  Soldados macedonios y más tarde romanos, sacerdotes egipcios, aristócratas griegos, marineros fenicios, mercaderes judíos, visitantes de la India y del África subsahariana todos ellos, excepto la vasta población de esclavos vivían juntos en armonía y respeto mutuo durante la mayor parte del período que marca la grandeza de Alejandría.

La ciudad fue fundada por Alejandro Magno y construida por su antigua guardia personal.  Alejandro estimuló el respeto por las culturas extrañas y una búsqueda sin prejuicios del conocimiento.  Según la tradición y no nos importa mucho que esto fuera o no cierto se sumergió debajo del mar Rojo en la primera campana de inmersión del mundo.  Animó a sus generales y soldados a que se casaran con mujeres persas e indias.  Respetaba los dioses de las demás naciones.  Coleccionó formas de vida exóticas, entre ellas un elefante destinado a su maestro Aristóteles.  Su ciudad estaba construida a una escala suntuosa, porque tenía que ser el centro mundial del comercio, de la cultura y del saber.  Estaba adornada con amplias avenidas de treinta metros de ancho, con una arquitectura y una estatuaria elegante, con la tumba monumental de Alejandro y con un enorme faro, el Faros, una de las siete maravillas del mundo antiguo.

Pero la maravilla mayor de Alejandría era su biblioteca y su correspondiente museo (en sentido literal, una institución dedicada a las especialidades de las Nueve Musas).  De esta biblioteca legendaria lo máximo que sobrevive hoy en día es un sótano húmedo y olvidado del Serapeo, el anexo de la biblioteca, primitivamente un templo que fue reconsagrado al conocimiento.  Unos pocos estantes enmohecidos pueden ser sus únicos restos físicos.  Sin embargo, este lugar fue en su época el cerebro y la gloria de la mayor ciudad del planeta, el primer auténtico instituto de investigación de la historia del mundo.  Los eruditos de la biblioteca estudiaban el Cosmos entero.  Cosmos es una palabra griega que significa el orden del universo.  Es en cierto modo lo opuesto a Caos.  Presupone el carácter profundamente interrelacionado de todas las cosas.  Inspira admiración ante la intrincada y sutil construcción del universo.  Había en la biblioteca una comunidad de eruditos que exploraban la física, la literatura, la medicina, la astronomía, la geografía, la filosofía, las matemáticas, la biología y la ingeniería.  La ciencia y la erudición habían llegado a su edad adulta.  El genio florecía en aquellas salas: La Biblioteca de Alejandría es el lugar donde los hombres reunieron por primera vez de modo serio y sistemático el conocimiento del mundo.

Además de Eratóstenes, hubo el astrónomo Hiparco, que ordenó el mapa de las constelaciones y estimó el brillo de las estrellas; Euclides, que sistematizó de modo brillante la geometría y que en cierta ocasión dijo a su rey, que luchaba con un difícil problema matemático:  no hay un camino real hacia la geometría ; Dionisio de Tracia, el hombre que definió las partes del discurso y que hizo en el estudio del lenguaje lo que Euclides hizo en la geometría; Herófilo, el fisiólogo que estableció, de modo seguro, que es el cerebro y no el corazón la sede de la inteligencia; Herón de Alejandría, inventor de cajas de engranajes y de aparatos de vapor, y autor de autómata, la primera obra sobre robots; Apolonio de Pérgamo, el matemático que demostró las formas de las secciones cónicas 2  elipse, parábola e hipérbola, las curvas que como sabemos actualmente siguen en sus órbitas los planetas, los cometas y las estrellas; Arquímedes, el mayor genio mecánico hasta Leonardo de Vine¡; y el astrónomo y geógrafo Tolomeo, que compiló gran parte de lo que es hoy la seudociencia de la astrología: su universo centrado en la Tierra estuvo en boga durante 1500 años, lo que nos recuerda que la capacidad intelectual no constituye una garantía contra los yerros descomunales.  Y entre estos grandes hombres hubo una gran mujer, Hipatia, matemática y astrónomo, la última lumbrera de la biblioteca, cuyo martirio estuvo ligado a la destrucción de la biblioteca siete siglos después de su fundación, historia a la cual volveremos.

Los reyes griegos de Egipto que sucedieron a Alejandro tenían ideas muy serias sobre el saber.  Apoyaron durante siglos la investigación y mantuvieron la biblioteca para que ofreciera un ambiente adecuado de trabajo a las mejores mentes de la época.  La biblioteca constaba de diez grandes salas de investigación, cada una dedicada a un tema distinto; había fuentes y columnatas, jardines botánicos, un zoo, salas de disección, un observatorio, y una gran sala comedor donde se llevaban a cabo con toda libertad las discusiones críticas de las ideas.

El núcleo de la biblioteca era su colección de libros.  Los organizadores escudriñaron todas las culturas y lenguajes del mundo.  Enviaban agentes al exterior para comprar bibliotecas.  Los buques de comercio que arribaban a Alejandría eran registrados por la policía, y no en busca de contrabando, sino de libros.  Los rollos eran confiscados, copiados y devueltos luego a sus propietarios.  Es difícil de estimar el número preciso de libros, pero parece probable que la biblioteca contuviera medio millón de volúmenes, cada uno de ellos un rollo de papiro escrito a mano. ¿Qué destino tuvieron todos estos libros?  La civilización clásica que los creó acabó desintegrándose y la biblioteca fue destruida deliberadamente.  Sólo sobrevivió una pequeña fracción de sus obras, junto con unos pocos y patéticos fragmentos dispersos.  Y qué tentadores son estos restos y fragmentos.  Sabemos por ejemplo que en los estantes de la biblioteca había una obra del astrónomo Aristarco de Samos quien sostenía que la Tierra es uno de los planetas, que órbita el Sol como ellos, y que las estrellas están a una enorme distancia de nosotros.  Cada una de estas conclusiones es totalmente correcta, pero tuvimos que esperar casi dos mil años para redescubrirlas.  Si multiplicamos por cien mil nuestra sensación de privación por la pérdida de esta obra de Aristarco empezaremos a apreciar la grandeza de los logros de la civilización clásica y la tragedia de su destrucción.

Hemos superado en mucho la ciencia que el mundo antiguo conocía, pero hay lagunas irreparables en nuestros conocimientos históricos.  Imaginemos los misterios que podríamos resolver sobre nuestro pasado si dispusiéramos de una tadeta de lector para la Biblioteca de Alejandría.  Sabemos que había una historia del mundo en tres volúmenes, perdida actualmente, de un sacerdote babilonio llamado Beroso.  El primer volumen se ocupaba del intervalo desde la Creación hasta el Diluvio, un período al cual atribuyó una duración de 432 000 años, es decir cien veces más que la cronología del Antiguo Testamento.  Me pregunto cuál era su contenido.

Los antiguos sabían que el mundo es muy viejo.  Intentaron investigar este remoto pasado.  Sabemos ahora que el Cosmos es mucho más viejo de lo que ellos llegaron a imaginar.  Hemos examinado el universo en el espacio y descubierto que vivimos en una mota de polvo que da vueltas a una vulgar estrella situada en el rincón más remoto de una oscura galaxia.  Y si somos una mancha en la inmensidad del espacio, ocupamos también un instante en el cúmulo de las edades.  Sabemos ahora que nuestro universo o por lo menos su encarnación más reciente tiene una edad de unos quince o veinte mil millones de años. Éste es el tiempo transcurrido desde un notable acontecimiento explosivo llamado habitualmente big bang (capítulo 1 O).  En el inicio de este universo no había galaxias, estrellas ni planetas, no había vida ni civilización, sino una única bola de fuego uniforme y radiante que llenaba todo el espacio.  El paso del Caos del big bang al Cosmos que estamos empezando a conocer es la transformación más asombrosa de materia y de energía que hemos tenido el privilegio de vislumbrar.  Y hasta que no encontremos en otras partes a seres inteligentes, nosotros somos la más espectacular de todas las transformaciones: los descendientes remotos del big bang, dedicados a la comprensión y subsiguiente transformación del Cosmos del cual procedemos.