Hoyle Fred - Al Comienzo Del Tiempo

Ho

yle

Fred Hoyle

Al comienzo

del tiempo

in octavo

2012

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Al comienzo del tiempo

Fred Hoyle

in octavo

2012


4

Noticia

Al matemtico y astrofsico ingls Fred Hoyle se debe

la expresin big bang (gran explosin) con que se co-noce la teora de que el universo se form a partir del

estallido de un ncleo original de materia altamente

condensada que desde entonces no ha dejado de ex-

pandirse. Hoyle, sin embargo, nunca endos la hip-

tesis que ayud a bautizar, y le opuso en cambio la

suya propia, que denomin de estado sostenido, segn

la cual en un universo en expansin, sin lmites tem-

porales ni espaciales, hay una creacin continua de

materia que le permite mantener una densidad cons-

tante. Una tercera teora, la que sugiere un universo de materia y espacio limitados pero en estado de con-

tinua expansin-contraccin, apareca a mediados

del siglo XX como alternativa a las otras dos. Las

tres coexistieron hasta que instrumentos de observa-

cin ms sensibles acumularon pruebas especial-mente la radiacin csmica de fondo, descubierta en

1965 en beneficio de la hiptesis del estallido ori-ginal. El estado sostenido de Hoyle fue relegado al

amable rincn de las extravagancias cientficas, al

igual que el modelo cclico de expansin-contraccin.

Pero al poco tiempo surgieron las primeras dudas:

para que el universo tal como es ahora hubiese naci-

do de un estallido primordial debieron haberse re-

unido en ese momento condiciones demasiado espe-

ciales como para ser aceptado el caso sin mayor exa-


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men. Providencialmente, lleg entonces la teora de

la inflacin csmica, segn la cual, en los primeros

minutos del estallido, la expansin del universo fue

enormemente acelerada, para moderarse despus.

Esa aceleracin inicial pareci resolver los interro-

gantes sobre las condiciones originales, y desde la

dcada de 1980 la inflacin csmica pas a ser parte

constitutiva de la teora del gran estallido, y con ella

el concepto de inflatn, un campo de densidad de

energa de presin negativa que funciona como mo-

tor de la aceleracin. Y dnde haba aparecido ya

ese campo de presin negativa? En la teora de Hoy-

le, con el nombre de Campo C (campo creativo), mo-

tor de la expansin continua del universo tal como la

entenda este cientfico. Investigaciones posteriores

permitieron determinar adems que la llamada in-

flacin csmica, lejos de detenerse, se mantiene, y esa

expansin acelerada tambin estaba contemplada en

la propuesta de Hoyle. La cosmologa contina afe-

rrada hoy al modelo del gran estallido, pero la evi-

dencia cientfica no slo ha respaldado algunas de

las intuiciones de Hoyle sino que choca cada da ms

con la teora de la inflacin csmica, y por consi-

guiente con la del gran estallido. Algunos fsicos pa-

recen inclinarse ahora por la idea de un universo

cclico, que alterna la expansin y la contraccin, co-

mo postulaba la tercera hiptesis en boga a media-

dos del siglo pasado, y para el que no es posible esta-

blecer un principio ni un fin en el tiempo, como sos-

tena Hoyle.


6

A lo largo de su carrera, Fred Hoyle (1915-2001) ex-

hibi una inteligencia aguda e intuitiva que lo llev

a formular hiptesis tan audaces como, a veces, fran-

camente errneas; sola defenderlas contra toda evi-

dencia y con irritante desdn por la etiqueta acad-

mica. Su mayor contribucin a la ciencia tuvo que

ver con el origen de los elementos: su teora sobre la

nucleosntesis estelar fue decisiva para todos los es-

tudios posteriores, y le habra valido el Nobel de fsi-

ca. Pero el comit de seleccin se neg a halagar a un

dscolo arrogante y en 1983 le asign el premio a sus

dos colaboradores en una decisin escandalosa. Las

intuiciones de Hoyle desbordaron la ciencia para in-

ternarse en la ficcin, y desde La nube negra, una

novela de 1957, escribi solo o en colaboracin una

veintena de narraciones, obras teatrales y guiones

para televisin, todos de temtica especulativa. Su

capacidad para exponer de manera sencilla los pro-

blemas ms intrincados lo convirti en una figura de

referencia para la divulgacin cientfica. En 1958 la

revista estadounidense Saturday Evening Post en el marco de la serie Aventuras de la mente, orienta-

da a exponer las ideas ms relevantes de la poca en

materia de arte, filosofa, ciencia y religin le enco-mend la preparacin de un artculo sobre la situa-

cin de la cosmologa. Ese artculo, un captulo en la

historia de la ciencia, es el que presentamos aqu.

El editor

ndice

El tiempo, el espacio y la materia

Un universo en expansin

La teora de la explosin

La teora de la expansin-contraccin

La teora del estado sostenido

Observacin y especulacin

Un punto de vista personal


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El tiempo, el espacio y la materia

A travs de los siglos, el hombre, al contemplar

por las noches las maravillas del cielo, no ha cesado

de meditar sobre los aspectos ms generales del uni-

verso que lo rodea. Cmo y por qu comenz todo

esto y cundo tendr su fin?

Nuestras ideas modernas concernientes a los as-

pectos ms lejanos del universo son actualmente

ms detalladas y al mismo tiempo ms coherentes

que las de pocas pasadas. Hoy pueden realizarse

observaciones, tanto con radio como con telescopios,

que eran imposibles hace una dcada. Inclusive, co-

menzamos a superar las trabas que la atmsfera

nos impone mediante el uso de instrumentos insta-

lados en los satlites artificiales. Y nuestros recien-

tes progresos en la fsica de la partcula nos per-

miten calcular con exactitud cmo se comporta la

materia bajo las condiciones extremadamente varia-

das vigentes a travs del universo.

Expondr aqu tres diferentes teoras que inten-

tan penetrar estos misterios del tiempo, del espacio

y de la materia. Nos referimos a ellas como a la teo-

ra de la explosin, la teora de la expansin-con-

traccin y la teora del estado sostenido. Sin embar-

go, antes de comenzar esta exploracin cosmolgica


9

necesitamos comprender el fundamento comn a las

tres teoras.


10

Un universo en expansin

El espacio se halla poblado de inmensas galaxias

de estrellas. La Va Lctea, de la cual forma parte la

Tierra, es una galaxia semejante. Las galaxias tien-

den a distribuirse en grupos, a veces en enormes

grupos con miles de galaxias, otras en pequeos gru-

pos de slo dos o tres galaxias. Nuestra galaxia per-

tenece a una pequea serie conocida como grupo lo-

cal. Tiene solamente dos miembros principales, la

Va Lctea y la famosa galaxia M-31, que se ve a

travs de la constelacin de Andrmeda, una confi-

guracin de estrellas de la Va Lctea. Si se sabe

exactamente hacia dnde mirar, se puede contem-

plar esta segunda galaxia a simple vista, en una no-

che clara.

Aproximadamente mil millones de galaxias caen

dentro del alcance del telescopio Hale de 200 pulga-

das de Monte Palomar, California. Se las puede ob-

servar a la asombrosa distancia de 30 sextillones de

millas. Sin duda, nuestros telescopios terrestres no

sealan el lmite del universo; las galaxias pueden

esparcirse sin lmite por el espacio.

Las galaxias giran dentro de su grupo particular,

y a veces dos de ellas chocan a una alta velocidad.

En esos choques las estrellas constitutivas raramen-


11

te hacen impacto unas contra otras, pues son peque-

as y las distancias que las separan son enormes.

Pero las galaxias contienen tambin inmensas ma-

sas de gas, y estas masas s chocan.

En tales encuentros el gas se desplaza con vio-

lenta turbulencia y llega a muy altas temperaturas.

El resultado parece ser una colosal emisin de ondas

de radio. Una estacin de radio ubicada en la Tierra,

con una produccin de 100 kilovatios, se considera

de una potencia moderada. Dos de esas galaxias en

colisin, observadas en la constelacin de Cygnus,

emiten alrededor de 10 decillones de kilovatios.

Llegamos aqu al punto crucial. Las observacio-

nes indican que los diferentes grupos de galaxias se

mueven alejndose constantemente unos de otros.

Para ilustrar el punto con una comparacin hogare-

a, pinsese en una torta de pasas de uva que se

cuece al horno. Supngase que la torta se hincha

uniformemente a medida que se cocina, pero las

uvas conservan el mismo tamao. Imagnese ahora

que cada uva representa un grupo de galaxias y que

el lector se encuentra en el interior de una de ellas.

A medida que la torta se hinche, el lector observar

que todas las otras uvas se alejan de l. Ms an,

cuanto ms lejos est la uva, ms velozmente pare-

cer moverse. Cuando la torta haya crecido al doble

de sus dimensiones iniciales, la distancia entre to-

das las uvas se habr tambin duplicado: dos uvas

que estaban separadas por una distancia de una

pulgada estarn ahora a dos pulgadas; dos uvas que


12

estaban a un pie de distancia estarn ahora a dos.

Como toda la accin tiene lugar dentro del mismo

intervalo de tiempo, resulta obvio que las uvas ms

distantes deben alejarse ms velozmente que aque-

llas que se encuentran ms cerca. Lo mismo ocurre

con los racimos de galaxias.

La analoga nos lleva a otro punto importante.

Cualquiera sea la uva en que el lector se encuentre,

las otras se movern siempre alejndose de l. Por

consiguiente, el hecho de observar que todos los otros

grupos de galaxias se alejan de nosotros no significa

que estemos situados en el centro del universo. En

realidad, lo que parece cierto es que el universo no

tiene centro. De la torta puede decirse que tiene un

centro porque tiene un lmite. Pero imaginemos, pa-

ra completar la analoga, una torta que se extiende

sin lmites, una torta infinita, por as decir, o sea que

por mucha torta que imaginemos, siempre habr

ms.

Esto nos conduce a la teora de la explosin.


13

La teora de la explosin

En la expansin, como hemos visto, los racimos

de galaxias se alejan unos de otros. Podra afirmarse

entonces que el espacio se hace ms vaco a medida

que transcurre el tiempo. Esta argumentacin sugie-

re que el espacio se hallaba antes ms densamente

ocupado. En realidad, si el universo ha estado siem-

pre en estado de expansin, el espacio tiene que ha-

ber estado alguna vez repleto de galaxias. Los as-

trofsicos han calculado que esta congestin del uni-

verso ocurri aproximadamente hace ocho o nueve

mil millones de aos.

Segn una lnea totalmente distinta de razona-

miento, las edades de las estrellas de nuestra propia

galaxia pueden determinarse en atencin a los pro-

cesos nucleares que ocurren desde su interior. De

acuerdo con este clculo, las estrellas ms viejas se

originaron tambin hace aproximadamente ocho o

nueve mil millones de aos.

La concordancia entre los dos mtodos de clculo

es muy interesante. Parecera que el universo se ori-

gin hace diez mil millones de aos y que nuestra

galaxia se form aproximadamente mil millones de

aos despus.


14

El concepto bsico es que la materia universal es-

tuvo originariamente en un estado de muy alta den-

sidad, enormemente mayor que la densidad actual

de las galaxias. Se supone que esta materia origina-

ria era explosiva. El universo todo se expandi veloz-

mente, durando slo unos pocos minutos su estado

de elevada densidad. Con el tiempo, la expansin

continua produjo cada vez menos densidad. Despus

de casi mil millones de aos de expansin y densidad

decrecientes, se formaron los grupos de galaxias.

Desde entonces siguieron alejndose unos de otros y

seguirn hacindolo as por la eternidad.

As, segn la teora de la explosin, el universo

naci hace una cantidad definida de tiempo. El esta-

do de dispersin causado por la explosin no cesar

nunca, segn esta teora. Las galaxias continuarn

alejndose unas de otras hasta que, en un lmite fi-

nal, en el futuro, el espacio presentar un vaco uni-

forme, homogneo. Toda actividad en el interior de

las galaxias terminar, por fin. Las estrellas dejarn

de brillar. Todas las fuentes de energa se habrn

agotado.

Hasta hace muy poco tiempo, los astrnomos y

los fsicos pensaban que esta teora poda sostenerse

con otro poderoso argumento. Los poco ms o menos

cien elementos qumicos conocidos poseen curiosas

regularidades en la abundancia con que existen en

la naturaleza. Estas regularidades indican que ha

estado en accin un proceso formativo a partir del

hidrgeno, el ms simple de los elementos. Pero si


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los elementos complejos se han formado del ms

simple, si el carbn, el oxgeno, el hierro, se han

hecho, el gran problema consiste en saber cmo.

En un primer examen, pareci como si en los po-

cos minutos iniciales de la explosin universal se

hubieran presentado las condiciones ideales para la

creacin de los elementos complejos: o sea, alta den-

sidad combinada con alta temperatura. En sntesis,

pareci como si los elementos complejos pudieran

ser reliquias del ms temprano perodo de la histo-

ria del universo.

Sin embargo, pronto aparecieron puntos dbiles

en este argumento. En primer lugar, contena hip-

tesis contradictorias con nuestros conocimientos de

la fsica nuclear. Adems, nos llevaba a esperar la

comprobacin de las mismas proporciones de tomos

complejos en todas las estrellas. Porque si el proceso

que origin los tomos complejos fue verdaderamen-

te universal, no habra variaciones de composicin

puramente locales. Y esas variaciones locales exis-

ten. Se ha encontrado que las ms antiguas estre-

llas de nuestra galaxia poseen muy bajas concentra-

ciones de tomos complejos, mucho ms bajas que

las estrellas de edad mediana; el Sol, por ejemplo.

Esto constituye un fuerte indicio de que la produc-

cin de los tomos complejos se efecta en el interior

de las estrellas y no tiene nada que ver con la pri-

mera fase de la historia del universo.

Debemos, pues, plantear todo el problema al

revs y preguntar por qu no quedan restos nuclea-


16

res del primitivo estado sper denso de la materia,

si es que en rigor hubo un estado sper denso. Pue-

de darse una respuesta tcnicamente satisfactoria,

admitiendo que el estado primitivo fue an ms ca-

liente que lo que se pens anteriormente, por cuanto

sabemos que una temperatura an ms alta, en vez

de promover la fusin, impide que el hidrgeno se

fusione para producir elementos complejos. Esta re-

flexin conduce a una modificacin de la teora de la

explosin. Es la llamada teora de la expansin-

contraccin.


17

La teora de

la expansin-contraccin

Algunos astrnomos piensan que la explosin ori-

ginaria del material sper denso quiz no fue lo sufi-

cientemente violenta como para producir una com-

pleta dispersin. Creen ellos que los racimos de ga-

laxias se alejan unos de otros a un ritmo marcada-

mente decreciente, y que, eventualmente, la expan-

sin cesar por completo. La atraccin gravitacional

har entonces que los grupos galxicos comiencen a

moverse al mismo tiempo. Esto significa que el uni-

verso entrar en una fase de contraccin. Las ga-

laxias se aproximarn unas a otras a velocidades ca-

da vez mayores hasta llegar a chocar. Como conse-

cuencia del gran aumento de temperatura que acom-

paa esa fuerte compresin, los tomos complejos se

desintegrarn y volvern a convertirse en hidrgeno.

Quedar entonces abierto el camino para una inver-

sin del proceso de contraccin y para otra expansin

universal.

Aqu tenemos, pues, un cuadro muy diferente:

un universo cclico con expansin y contraccin al-

ternadas. Durante la expansin se forman las ga-

laxias y las estrellas. El hidrgeno provee energa

en el interior de las estrellas, y se transforma gra-


18

dualmente en elementos complejos. Durante la con-

traccin se desintegran las galaxias y las estrellas, y

los elementos complejos se separan por la alta tem-

peratura generada en la etapa de la mxima com-

presin. Cada ciclo es anlogo al precedente, y no

hay lmite para el nmero de ciclos. Cada ciclo dura

aproximadamente treinta mil millones de aos. El

universo se halla actualmente casi a mitad de una

fase de expansin.

Segn la teora de la expansin-contraccin, la

cantidad de materia del universo es finita. Tambin

el volumen del espacio es finito, en una forma algo

semejante a como es finita el rea de la superficie de

una esfera. Durante la expansin, todo el espacio se

hincha como un globo que se llena de aire. Durante

la contraccin, el espacio se reduce literalmente a

un punto.


19

La teora del estado sostenido

La tercera teora la teora del estado sosteni-do difiere en casi todas las notas esenciales tanto de la teora de la explosin como de la teora de la

expansin-contraccin. Las primeras dos teoras re-

posan sobre el supuesto de que toda materia existen-

te en la actualidad existi tambin en el pasado. La

tesis de un estado sper denso del universo desapa-

rece si este supuesto es falso. Por lo tanto, es impor-

tante examinar la posibilidad de que gran parte de

la materia ahora en existencia no existi en el pasa-

do, y de que gran parte de la materia que existir en

el futuro no existe en el momento actual.

Qu dicen los fsicos a este respecto? Conside-

ran ellos que ninguna partcula de materia es per-

manente. Una partcula puede transformarse en

otra; se pueden crear nuevas partculas. Estos pro-

cesos tienen lugar en parte a travs de campos de

fuerza asociados a las partculas del ncleo atmico,

en parte a travs del campo electromagntico. Estos

campos son los responsables del mantenimiento de

la cohesin del ncleo atmico, as como de la propa-

gacin de todas las formas de perturbaciones elec-

tromagnticas, tales como la luz, los rayos X y las

ondas radiales.


20

Esa falta de permanencia parece, sin embargo,

poco importante en el problema de la expansin del

universo, pues aqu tenemos que considerar la falta

de permanencia no en el campo nuclear o electro-

magntico sino en el campo gravitacional, o sea,

aquel que trae de vuelta a tierra a un paracaidista o

mantiene a nuestro planeta en su rbita alrededor

del Sol. Es el principal campo de control del cosmos.

Pero es muy poco lo que los fsicos modernos pueden

decirnos acerca de las propiedades de la gravitacin.

Ellos no han podido recoger informacin adecuada

del trabajo experimental de laboratorio.

La gravitacin es difcil de estudiar en el labora-

torio, pues en el laboratorio estamos limitados a pe-

queas cantidades de materia. Estas cantidades son

suficientes para producir el impacto total de los

ncleos y campos electromagnticos. En realidad, el

campo nuclear puede estudiarse por s mismo en un

solo tomo. En cambio, para determinar el impacto

total de la gravitacin, necesitaramos medir las

fuerzas gravitacionales del universo entero, ya que

todos los tomos del universo agregan simultnea-

mente al conjunto sus respectivas contribuciones

gravitacionales. Por consiguiente, la gravitacin no

puede estudiarse en detalle; debe medirse en su tota-

lidad. Todava no se ha encontrado mtodo satisfac-

torio de hacer esto.

As, a falta de una adecuada informacin de la-

boratorio, solo nos queda considerar dos posibilida-

des: primero, las partculas tienen permanencia en


21

el campo gravitacional; segundo, las partculas no

tienen permanencia. La teora de la explosin y la

teora de la expansin-contraccin exigen partculas

permanentes, por cuanto ellas excluyen la posibili-

dad de una creacin continua de la materia. La teo-

ra del estado sostenido requiere partculas no per-

manentes, por cuanto ella postula esa creacin con-

tinua.

La teora general de la relatividad, de Einstein,

suministra un slido marco dentro del cual puede

someterse a prueba la posibilidad de la no perma-

nencia. Pero si aceptamos ese marco no tenemos li-

bertad para formular la hiptesis de la no perma-

nencia exactamente como querramos. A cambio de

las ventajas que ofrece, la teora de la relatividad

impone limitaciones; pero son limitaciones que pue-

den afrontarse, y al hacerlo resulta que la no perma-

nencia debe revestir ya sea la forma de una crea-

cin de materia, ya sea la de una aniquilacin conti-

nua, pero que no puede revestir ambas formas al

mismo tiempo. No podemos tener creacin en una

parte del universo y aniquilacin en otra. La crea-

cin de materia se halla vinculada a la expansin

del universo. Segn las matemticas einstenianas,

el espacio no puede contener ms de un determina-

do promedio de densidad de materia. Por lo tanto,

no podemos tener una creacin continua de materia

sin una continua expansin del universo. A la inver-

sa, no podemos tener una aniquilacin continua sin

una contraccin del universo. Como resulta obvio,


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expansin y contraccin del espacio no pueden tener

lugar al mismo tiempo, del mismo modo que un glo-

bo no puede simultneamente inflarse y desinflarse.

Nos hallamos as frente a la alternativa: creacin

ms expansin o aniquilacin ms contraccin. Te-

ricamente, debemos ponderar ambos procesos, ya

que toda hiptesis fsica considera dos formas posi-

bles de mirar la direccin del tiempo: el caso del

tiempo que corre hacia adelante, hacia el futuro, en

el sentido usual, y el caso del tiempo que retrocede

hacia el pasado. Podra encontrarse una analoga

cuando se desenrolla una alfombra desde el principio

hasta el fin, desde el pasado hasta el futuro, a travs

del presente; invirtamos el proceso, e iremos del fin

al principio, o del futuro al pasado. En la prctica,

cuando nos limitamos al sentido corriente de pasado

y futuro, la teora de la relatividad nos da precisa-

mente una posibilidad: la de la creacin de materia

firmemente asociada a la expansin del universo.

El mantenimiento de un promedio constante de

densidad de materia en el espacio nos lleva a la teo-

ra del estado sostenido, discutida por primera vez

por el profesor Hermann Bondi, por el profesor Tho-

mas Gold, y por m mismo hace unos diez aos. Co-

mo la densidad permanece constante, la condensa-

cin de racimos de galaxias debera aplicarse al pre-

sente y al futuro tanto como al pasado. Ms reciente-

mente, Gold y el suscripto hemos explorado la posibi-

lidad de que la materia en el espacio pueda ser ex-

tremadamente caliente, y que la formacin de las ga-


23

laxias resulte de un proceso de enfriamiento dentro

de burbujas localizadas de materia. En virtud de ese

proceso, la presin dentro de las burbujas es reduci-

da por debajo de la existente en la materia circun-

dante an caliente. Esto causa una fuerte compre-

sin de las burbujas. Basndonos en este supuesto,

encontramos que desaparecen muchas de las dificul-

tades con que se ha tropezado anteriormente al tra-

tar de comprender la gnesis de las galaxias. Encon-

tramos, adems, que el proceso de enfriamiento pue-

de vincularse a la produccin de ondas de radio

csmicas y al origen de los rayos csmicos. Nos incli-

namos a creer que tal enfriamiento se halla en curso,

actualmente, en muchas de las fuentes distantes de

radio observadas por los radioastrnomos, y que en

estas fuentes observamos una fase del proceso de

formacin de nuevas galaxias.

En la teora del estado sostenido, los grupos de

galaxias se expanden independientemente; pero a

medida que se desarrolla este proceso nacen nuevas

galaxias, y con un ritmo tal que la densidad prome-

dio de las galaxias en el espacio permanece invaria-

ble con el tiempo. Los grupos de galaxias cambian y

evolucionan individualmente; pero el universo mis-

mo, considerado en su conjunto, no cambia. Por con-

siguiente, el viejo problema del principio y del fin

del universo no se plantea para nada en la teora del

estado sostenido, puesto que el universo no ha teni-

do un principio y no tendr un fin. Cada racimo de

galaxias, cada estrella, cada tomo, ha tenido un co-

mienzo; pero el universo mismo, no.


24

El lector atento, al llegar aqu, podra preguntar-

se por el destino de esas galaxias lejanas en un uni-

verso siempre en expansin y que no tiene fin. Tal

como lo hemos demostrado en nuestra comparacin

de la torta de pasas de uva, cuanto ms distante

est la galaxia, tanto ms velozmente se aleja del

observador. Esta relacin entre distancia y veloci-

dad es un hecho observable y medido mediante el

llamado desplazamiento hacia el rojo, en virtud del

cual ciertas longitudes de ondas de luz de una estre-

lla dada varan a travs del espectro. Un desplaza-

miento semejante se observa en el espectro del soni-

do, cuando la altura del silbato del tren disminuye a

medida que el tren se aleja del oyente. La velocidad

de la galaxia lejana contina aumentando hasta

que, presumiblemente, llega a superar la velocidad

de la luz: 300.000 kilmetros por segundo. En ese

punto, la luz emanada de las estrellas de la galaxia

se aleja a una velocidad que excede su velocidad de

regreso, y la galaxia, como un hecho observable, es-

capa a nosotros para siempre.


25

Observacin y especulacin

Estas son, pues, las hiptesis vigentes en relacin

con el origen del universo. La decisin por una o por

otra depende de la observacin. A manera de ejem-

plo, sera de gran inters saber si en el momento ac-

tual se estn formando nuevas galaxias. Si ello suce-

diera, la teora de la explosin y la teora de la ex-

pansin-contraccin se tornaran dudosas, por cuan-

to no contemplan dicha creacin. Si no se estn for-

mando nuevas galaxias, la teora del estado sosteni-

do se hace insostenible.

Aunque se trabaja activamente en muchas tare-

as de observacin semejantes, debe tenerse en cuen-

ta que las observaciones cosmolgicas son muy dif-

ciles de llevar a cabo. Todos esos experimentos se

realizan sobre objetos que se encuentran extraordi-

nariamente alejados de nosotros, lo cual obliga al

observador a trabajar casi al lmite de la confianza

que se puede dispensar a los instrumentos. En tales

circunstancias, solo una persistencia y un cuidado

extremos, junto con un fino juicio, podrn distinguir

lo genuino de lo espurio. Por lo tanto, una decisin

respecto de las diferentes teoras no es algo que de-

ba precipitarse. nicamente un lento progreso de la


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astronoma nos permitir llegar a una decisin in-

equvoca.

Mientras tanto, debemos retornar a los criterios

filosficos para discernir entre las diferentes imge-

nes que nos presenta la teora astronmica. Tales

criterios no deben, en manera alguna, despreciarse,

siempre que se entienda claramente que los experi-

mentos de observacin deben tener prioridad, y una

vez que se disponga de los resultados de observacin

correspondientes.

La teora de la explosin nos suministra una ima-

gen del universo como una explosin a partir de un

estado sper denso de la materia. Muchas personas

se sienten particularmente atradas por esta hipte-

sis, por cuanto ella exige un momento definido de

creacin para el universo entero. De acuerdo con es-

ta teora, el universo no es una entidad autnoma.

Necesita que se lo ponga en marcha, en forma muy

parecida a como se conecta una enorme mquina.

Existen muchas preguntas relativas a esta hiptesis

que no podemos esperar que se contesten, por cuanto

muchas de las actuales caractersticas del universo

dependen de la modalidad exacta que tenga el proce-

so de la conexin. Existe tambin una tendencia filosfica subyacente que postula una existencia ex-

terior al universo, y que toca a la religin; un ele-

mento que parece atractivo para muchos e indiferen-

te para otros.

La teora de la expansin-contraccin y la teora

del estado sostenido son semejantes en el hecho de


27

que ambas presentan el universo como un sistema

completamente autnomo. No existe momento de

origen, pues el tiempo se extiende hacia atrs, en el

pasado, tan lejos cuanto podamos considerarlo. En

lo dems, estas dos teoras son muy diferentes, en

cuanto la una afirma la permanencia, y la otra la no

permanencia de las partculas dentro del campo gra-

vitacional.

Espacio y tiempo juegan muy diferentes papeles

en las tres teoras. En la teora de la explosin, el es-

pacio es infinito, mientras que el tiempo es finito

hacia el pasado e infinito hacia el futuro. En la teo-

ra de la expansin-contraccin, el tiempo es infinito

tanto para el pasado como para el futuro, pero el es-

pacio es finito. En la teora del estado sostenido, es-

pacio y tiempo son infinitos. Adems, espacio y tiem-

po tienen una conexin an ms profunda en la teor-

a del estado sostenido. Es este un punto tan intere-

sante que merece una breve digresin.

El concepto de la equivalencia de observadores

espaciales ha sido usado durante muchos aos en la

cosmologa. Significa, sencillamente, que observado-

res situados en puntos muy diferentes del espacio

observarn exactamente la misma estructura ma-

croscpica del universo, o sea, que no hay en el uni-

verso un punto del espacio desde el cual los objetos

sean vistos en una forma diferente de aquella en

que se los ve desde otros puntos del espacio. Un ob-

servador ubicado en una galaxia lejana vera los

rasgos macroscpicos en una forma enteramente si-

milar a la de nuestra propia observacin.


28

Esta importante condicin se halla satisfecha

tanto en la teora de la explosin como en la teora

de la expansin-contraccin siempre que se cumpla

un requisito fundamental: que los observadores mi-

ren el universo exactamente al mismo tiempo. La

equivalencia desaparece en estas teoras si esta con-

dicin no se efecta, por cuanto el tiempo est vin-

culado a cambios cosmolgicos irreversibles. Un uni-

verso evolutivo, en el cual el espacio se hace progre-

sivamente menos denso de materia, presentar as-

pectos diferentes a un observador que lo mira en

momentos diferentes de tiempo.

Pero la equivalencia an se mantiene en la teo-

ra del estado sostenido, inclusive cuando el obser-

vador mira el universo en tiempos diferentes, pues

hay un esquema continuo de desarrollo. Un univer-

so que mantiene su estructura cosmolgica general

a travs de la creacin continua de materia presen-

tar a los observadores el mismo aspecto en cual-

quier momento del tiempo.

Esta ms amplia interpretacin de la equivalen-

cia suministra una de las ms poderosas razones

estticas para preferir la teora del estado sostenido.

Adems, todo el progreso de la fsica moderna ha es-

tado estrechamente vinculado con el descubrimiento

de relaciones que son independientes de la posicin

especial del observador. Tan solo por esta razn,

considero que sera sumamente extrao que la teo-

ra del estado sostenido, con su obligatoria equiva-

lencia espacio-tiempo, tuviera que resultar errnea.


29

Un punto de vista personal

Deseara presentar mi propio punto de vista so-

bre todas estas cuestiones, dar mis razones de prefe-

rencia en favor de la teora del estado sostenido. Es-

tas razones son en su mayor parte de carcter filos-

fico. Pero hay en primer trmino un punto puramen-

te cientfico que debe consignarse. En la teora del

estado sostenido todos los caracteres observables del

universo tienen que ser consecuencias de procesos

que se vienen desarrollando a travs de todo el

tiempo: no podemos refugiarnos en el argumento de

que las cosas fueron diferentes en el pasado, como es

posible hacerlo en las otras teoras. Esto significa

que todo carcter del universo ser sensible al prin-

cipio de la investigacin observacional. La teora del

estado sostenido aspira as a poner la observacin

sobre una base mucho ms slida que en el caso de

las teoras rivales.

Tambin parecen ser muy importantes las consi-

deraciones de elegancia y economa. Tanto en la te-

ora de la explosin como en la teora de la expan-

sin-contraccin se supone que la materia ha estado

en una condicin sper densa caliente. Sin embargo,

hemos visto que esta condicin no pudo haber provo-

cado reaccin nuclear alguna. El estado sper denso


30

de la materia debe estar especficamente destinado

a impedir que tengan lugar reacciones nucleares. En

realidad, el universo tiene que estar construido en

una forma que oculte de nosotros todo testimonio di-

recto de la existencia de esta condicin singular.

Personalmente encuentro difcil otorgar mucho cr-

dito a esta suposicin tan negativa. Parecera mu-

cho ms natural pensar que un estado sper denso

no existi nunca.

En la teora de la expansin-contraccin se nos

obliga a pensar en trminos de expansiones y con-

tracciones que se suceden una a otra en series inter-

minables. Durante la expansin, la materia llega a

organizarse en galaxias, estrellas, planetas, creatu-

ras vivientes. Durante la contraccin, las galaxias,

estrellas, etc., se desintegran por completo en prepa-

racin de la fase subsecuente de expansin. Cada ci-

clo es exactamente similar al ciclo precedente. Nada

nuevo ocurre jams de ciclo a ciclo, y precisamente

esto es lo que parece inelegante y falto de inspira-

cin. Se trata de una objecin esttica ms que cien-

tfica, pero vale la pena agregar que los hombres de

ciencia se interesan por la esttica ms de lo que

comnmente se supone!

Y en cuanto a la teora del estado sostenido? Es-

ta tercera imagen del universo parecera a primera

vista incluir una inelegancia parecida. Pero resulta

que hay un sentido importante en que esto no es as.

Deseara iniciar la explicacin de este punto con

otra digresin.


31

Los fsicos han llegado a plantearse, en los lti-

mos aos, una pregunta muy importante: hasta

dnde calan las leyes de la fsica? Hasta qu profun-

didad debemos ir para que no quede fundamental-

mente algo nuevo por descubrir, para que se nos re-

vele el nivel de la verdad absoluta? Por dos veces du-

rante los ltimos setenta aos, los fsicos se han cre-

do muy prximos a las leyes ltimas de la fsica. En

ambas ocasiones su optimismo era infundado. La

tendencia actual consiste ms bien en preguntar:

existen leyes ltimas de la fsica? No podra suce-

der que, por muy hondo que exploremos, queden

siempre por descubrir niveles an ms profundos de

sutilezas? Hoy da existe la tendencia a contestar

afirmativamente la segunda pregunta, a creer que

no se encontrar fin al laberinto de las leyes de la

fsica.

Dicho punto de vista tiene sentido en la teora

del estado sostenido pero no, segn creo, en las otras

teoras. En la teora de la expansin-contraccin,

por ejemplo, tenemos un universo que es totalmente

finito: una cantidad finita de materia, espacio finito,

un tiempo finito de evolucin cclica. Me parece su-

mamente dudoso que semejante universo puede aco-

modarse a leyes de una complejidad infinita. La si-

tuacin es mejor en la teora de la explosin. Aqu

podramos tener un universo infinito con infinitas

leyes, pero un universo en el cual solo un fragmento

finito de leyes fuera descubrible. Porque en la teora

de la explosin no hay sino una nica generacin de


32

galaxias. Las estrellas y las creaturas vivientes vi-

ven dentro de estas galaxias solo por el tiempo finito

de unas pocas decenas de miles de millones de aos.

De aqu que cualquier comprensin intelectual obte-

nida por las creaturas vivientes tiene que ser, siem-

pre, finita. Penetrar ms all de cierta profundidad

finita sera evidentemente imposible.

La situacin es diferente en la teora del estado

sostenido. Aqu es posible acumular conocimientos

indefinidamente, cavar a cualquier profundidad, por

profunda que sea. Aqu tenemos una serie intermi-

nable de generaciones de galaxias. Cuando muere

una galaxia determinada, el conocimiento obtenido

sobre ella por las creaturas puede (en principio!)

pasarse a una galaxia prxima ms joven. Este pro-

ceso puede repetirse sin fin, de tal modo que a largo

plazo puede acumularse conocimiento en una medi-

da cualquiera. Tenemos aqu un universo que es in-

finito, no solamente en sus caractersticas fsicas

ms obvias sino tambin en sus posibilidades inte-

lectuales.

[1959]

El ensayo


por

Fred Hoyle

fue publicado en la revista

Saturday Evening Post

del 21 de febrero de 1959,

con el ttulo

When Time Began,

e incluido en el volumen colectivo

Adventures of the Mind,

Nueva York, Knopf, 1959.

Versin castellana:

Aventuras de la mente,

Buenos Aires, Peuser, 1964.

Traduccin:

Francisco Delvalle

Revisin y edicin electrnica:

In Octavo, 2012.

Edicin original:

Peuser, Buenos Aires, 1964.

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