LA HISTORIA DEL UNIVERSO Partes 1 y 2
Por: Prof. Vladimir Avila-Reese
Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México.

1. La Cosmología y su campo de acción.-La cosmología es una de las ramas de la astrofísica y se define como la ciencia dedicada al estudio de la formación y evolución del Universo y sus componentes básicas, entendido éste como el sistema físico más general tanto en el espacio como en el tiempo. Paralelamente al enfoque científico, el cual es relativamente reciente en la historia de la civilización humana, en casi todas las culturas han existido concepciones mitológicas, teológicas y filosóficas sobre la cosmogonía del Universo y la naturaleza en general, principalmente buscando la interconexión con nuestra propia naturaleza humana. A este punto es apropiado remarcar que en muchos casos el planteamiento mismo del problema, así como el objeto de estudio en sí, son conceptualmente diferentes entre lo que es el enfoque científico y los que son otros enfoques.

En este espacio se describirán los conocimientos científicos actuales sobre la evolución del Universo, sus principales estructuras y su composición. Por conocimiento científico entendemos aquel conocimiento generado a través del método científico, lo cual lo hace fáctico (en torno a fenómenos y hechos de la realidad empírica), racional (fundado en la razón y no en sensaciones, opiniones, pareceres o dogmas), verificable y reproducible (comprobable empírica y teóricamente), objetivo (su afirmación busca ser concordante con los objetos de la realidad), sistemático (constituye un conjunto de ideas lógicamente entrelazadas y consistentes) y explicativo (no sólo describe sino que da cuenta de las razones).

La cosmología científica se inicia apenas en la segunda década del siglo pasado, después de la creación de la Teoría General de la Relatividad por parte de Albert Einstein (1916), y posteriormente veremos porqué fue importante que aparezca esta teoría para poder estudiar al Universo como un todo, concepto que otrora sólo concernía a la teología y filosofía.
En un corto período en la escala de la historia de la civilización (90 años), la visión cosmológica ha cambiado radicalmente. El Universo conocido en los años 20 del siglo pasado se reducía a nuestra galaxia, la Vía Láctea; se desconocía sobre la existencia de las otras millones de galaxias que hoy en día se observan y estudian. En aquellas épocas se consideraba que el Universo era estacionario, siempre el mismo.

Hoy sabemos que no es así, que el Universo está en expansión y que en el pasado fue totalmente diferente. El Universo evoluciona, y evoluciona de lo más sencillo a lo más complejo, de un estado casi inmaterial llamado vacío cuántico a la sopa caliente y uniforme de partículas y campos fundamentales que, a medida que el Universo se expande y enfría, se transforman en partículas más complejas, luego en átomos, átomos que forman conglomerados de gas de los que se originan las galaxias; estrellas que nacen en las mismas y procesan los elementos químicos de los que luego podrán formarse planetas y en algunos de ellos surgir la vida que evoluciona hasta el estado más complejo conocido, el de la vida con conciencia.
Pero además hoy sabemos que la materia ordinaria en el Universo, aquella que forma átomos, estrellas y galaxias, es sólo el 4% de la composición cósmica: otro 23% es materia oscura exótica que no se ve pero “se siente” por su gravedad, y el restante 73% es algo que no es materia, sino un extraño medio bautizado como energía oscura, que tiene la propiedad de ser repelente y estar produciendo que la expansión del Universo no se frene sino que se acelere.

La cosmología definitivamente está viviendo una etapa muy excitante y rica, con avances vertiginosos en pocas décadas. Pero al mismo tiempo surgieron nuevas preguntas que constituyen el gran reto para los siguientes años en la fascinante aventura intelectual de develar los secretos más fundamentales de la naturaleza.

2. Implicaciones de la Cosmología para el pensamiento humano.- Los avances científicos han permitido medir con precisión la composición material y energética del Universo, su edad, tasa de expansión, geometría, así como han hecho posible trazar toda una cadena evolutiva del mismo, desde remotas épocas donde ni la materia como la conocemos hoy existía, hasta el Universo frío de galaxias y estrellas del presente.

Para referirnos a todo el proceso evolutivo del Universo, a los cambios físicos que se dieron en el mismo, a la cosmogonía de nuevos sistemas y de estructuras cósmicas, usaremos el término HISTORIA DEL UNIVERSO, donde la palabra historia la tomamos prestada de las ciencias sociales, donde este concepto se usa para referirse al conjunto de los sucesos o hechos políticos, sociales, económicos, culturales, etc., de un pueblo, nación o la civilización humana en general.
El conocimiento y entendimiento del cosmos y de su historia ensanchan el horizonte intelectual y cultural del ser humano, enriquecen enormemente su pensamiento, nos ubica en un contexto más global, más general y nos permite avanzar como especie y civilización. Una cosa es creer que la Tierra es plana y sostenida por tortugas y otra es sabernos como habitantes de un planeta azul, parte de un sistema de más planetas que giran en torno a una estrella mediana, la cual a su vez es parte de un conglomerado de decenas de miles de millones de estrellas similares y que este conglomerado o galaxia es solo uno de otros cientos de millones, los cuales en el pasado eran muy diferentes y que en épocas aún más remotas, ni siquiera existían como tales. Una cosa es someter a la realidad a abusos e injusticias originados de la ignorancia y el dogma sesgado por intereses propios y otra es convivir constructivamente con la realidad, entendiéndola y ubicándonos cabalmente nosotros como parte de ella.
Es importante mencionar que el proceso evolutivo del cosmos estudiado en la Cosmología implica transiciones a veces cualitativas (es decir, de esencia) en las propiedades globales del Universo, pero desde un punto de vista de categoría filosófica, se refieren siempre al cambio, dejando probablemente de lado la cuestión filosófica y teológica del posible origen o creación ex nihilo (de la nada). Tal como Tomás de Aquino estableció hace casi 8 siglos atrás, “creatio non est mutatio” (la creación no es un cambio).

Por otro lado, como se dijo, el hecho de que el conocimiento científico esté logrando explicar sistemáticamente toda la historia del Universo, despeja la posibilidad en este período del acto divino al nivel del mundo físico, validando aquella idea que A. Einstein solía expresar: lo más incompresible de la naturaleza es que ésta sea comprensible, es decir que se rige por leyes sistemáticas, consistentes e interconectadas en una unidad; parece no haber cabida para voluntades milagrosas y fenómenos mágicos, y de otra manera la ciencia no tendría sentido. Posiblemente el proceso menos entendido por ahora es el del surgimiento de la vida; sin embargo el hecho de que las condiciones apropiadas para tal proceso se hayan desarrollado paulatinamente pone en duda el que ésta haya aparecido súbitamente por un acto divino. La cuestión del acto divino queda relegada por lo tanto al origen mismo del Universo, si es que éste se dio. No obstante existen problemas aún abiertos en la cosmología, cuestiones que de primeros principios no han podido ser explicadas. Por ejemplo, ¿porqué las dimensiones espaciales en el cosmos son tres?, ¿porqué los valores de las constantes fundamentales son cómo son?, ¿porqué la intensidad de la gravedad es tan baja con relación a los otros tres campos fundamentales?, ¿porqué las masas de las partículas elementales tiene los valores que tienen? Por ejemplo, el electrón es 1836 veces menor que el protón.
Aisladamente el valor numérico de cualquiera de estas propiedades podría atribuirse simplemente a la casualidad (principio de indiferencia), pero en su conjunto la “asignación” de cada uno de ellas apunta hacia cierta finalidad, una especie de teleología (propósito final); un cambio en cualquiera de estas “asignaciones” definitivamente no habría dado como resultado una naturaleza con sistemas como los átomos, o las estrellas, o los sistemas planetarios. Y todo esto es esencial para la formación de sistemas más complejos como moléculas, células y vida en sí.Este hecho ha fascinado a muchos científicos y filósofos y es la base del así llamado principio antrópico, de acuerdo al cual la naturaleza es como es porque en ella tienen que surgir observadores. Por observadores se entiende el nivel de materia que adquiere conciencia. La teleología que parece implicar el estado actual de conocimientos cosmológicos abre interesantes líneas de especulación filosófica. Por ejemplo, dado que el ser con conciencia es el implicado como el “fin” de la naturaleza, y al ser éste un ente creativo, el fin en sí podría más bien ser el medio para un sucesivo proceso de evolución y transformación creativa de la naturaleza. Se estaría hablando más bien de una teleología dinámica, dialéctica, la cual tendría obviamente profundas implicaciones históricas, sociales y metafísicas.
Otro aspecto de interés es si detrás del fin está la voluntad creadora de un ser divino, de Dios. La cuestión del origen o creación ex nihilo (de la nada) del Universo, detrás de la cual se podría explicar está Dios, es un tema no contemplado por la ciencia y que tiene que ver parcialmente con la existencia o no de una singularidad, de un tiempo cero. No obstante, ya propuestas teóricas que evaden el origen físico arguyendo la existencia fuera del espacio-tiempo. El momento de la “creación” del espacio-tiempo podría considerarse como el origen de “nuestro” Universo, pero en estas teorías el estado fuera del espacio-tiempo aparentemente también tiene una explicación física (cuántica), no dejando lugar entonces para el acto creador divino.
A este punto me permito señalar que históricamente la búsqueda o demostración de Dios con la ciencia ha sido infructuosa y engañosa. En mi opinión la experiencia humana no se reduce sólo a lo racional y científico. El método científico indudablemente es el instrumento más poderoso para conocer el mundo externo, pero los humanos tenemos también un mundo interno -digamos así, la realidad espiritual, cuyas formas de desarrollo se diferencian del método científico. La cuestión de Dios es más bien una cuestión de fe; los buenos creyentes llegan a ella por un sentimiento de amor y revelación, los malos creyentes por temores, debilidades y necesidades psicológicas, pero en ninguno de los dos casos por curiosidad científica. En este sentido, el problema del origen desde el punto de vista científico y teológico es diferente; y filosóficamente son diferentes categorías. No obstante considero que en el futuro llegaremos a nuevas formas de conocimiento integradas donde ciencia, filosofía y teología, donde razón y fe, trascenderán su individualidad y plasmarán un concepto unificado que nos permita avanzar como seres humanos de una forma cualitativamente diferente a la actual. Sin embargo por lo pronto, en el diálogo entre ciencia, filosofía y teología es muy importante comprender sus diferencias, las realidades que tratan cada una de ellas y no mezclar prejuiciosa y sesgadamente elementos aislados de unas con otras.



PRÓXIMAMENTE, LAS SIGUIENTES ENTREGAS SOBRE “LA HISTORIA DEL UNIVERSO”:

3. UN PASEO CÓSMICO.- La unión entre teoría y observaciones ha permitido a los astrónomos conocer y entender a grandes rasgos, y a veces con lujo de detalle –mejor que nuestro propio planeta- los cuerpos, estructuras y sistemas cósmicos a diferentes escalas y en sus diferentes estados evolutivos. Con el objeto de presentar al lector estos conocimientos, realizaremos un paseo imaginario desde los linderos del planeta Tierra, pasando por el Sistema Solar, los brazos espirales, la Vía Láctea, el Grupo de galaxias Local, los filamentos y cúmulos de galaxias, hasta el Universo como un todo, y desde el presente hasta el remoto pasado.

4. ¿QUE SON LAS ESTRELLAS, LAS GALAXIAS Y LA MATERIA OSCURA? Los objetos que le dan brillo al cosmos son principalmente las estrellas las cuales nacen, viven y mueren en gigantescos sistemas llamados galaxias. Pero el grueso de la masa de las galaxias no está ni en estrellas ni en el gas cósmico sino que en la misteriosa materia oscura.

5. LA EXPANSION DEL UNIVERSO Y LA TEORIA DE LA GRAN EXPLOSION

6. HACIA EL PRINCIPIO: LA TEORIA DE LA INFLACION. ¿HUBO UN PRINCIPIO?

7. FORMACION Y EVOLUCION DE LAS ESTRUCTURAS COSMICAS
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