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Manuscrito de Sergio Torres Arzayús. Ilustraciones de Claudia María Gutiérrez. Prohibida la reproducción total o parcial de este

material en cualquier medio sin la autorización expresa del autor. Derechos reservados © 2010. Copyright © 2010.

LUCY Y EL UNIVERSO Nuestro lugar en el cosmos

(Otros títulos y/o sub-títulos sugeridos y que se pueden intercambiar)

LUCY Y EL UNIVERSO ¿Qué significa en realidad el big bang?

Diálogos cosmológicos contemporáneos

El big bang, significado y alcance real

¿Cómo perdimos la inocencia sobre el cosmos?

EL BIG BANG

¿¡QUÉ FUE LO QUE PASÓ!? Qué es lo que los científicos han visto, gracias a avances tecnológicos inimaginables, en las

regiones más remotas del universo

EL BIG BANG: ¿MITO O REALIDAD?

Diálogos cosmológicos contemporáneos sobre el significado de los últimos pasos de la ciencia

hacia las profundidades del universo

EL BIG BANG ¿Mito moderno de la creación?

Historia del despertar cósmico de la humanidad

SERGIO TORRES ARZAYÚS

Ilustraciones: CLAUDIA MARÍA GUTIÉRREZ



Índice

Prefacio .......................................................................................................................................... 3

Capítulo 1 LOS MODELOS DEL MUNDO .................................................................................. 1 Capítulo 2 EL UNIVERSO SE INFLA ........................................................................................ 14

Capítulo 3 EL BIG BANG ............................................................................................................ 63 Capítulo 4 LOS DIÁLOGOS ...................................................................................................... 141

Primera jornada ....................................................................................................................... 142 Segunda jornada ...................................................................................................................... 150 Tercera jornada ....................................................................................................................... 193

Cuarta jornada ......................................................................................................................... 227 Capítulo 5 COSMOLOGÍA, CIENCIA y SOCIEDAD .............................................................. 252

Cosmología y cosmovisión ..................................................................................................... 254 ¿Cómo emerge una teoría científica? ...................................................................................... 262 Modelo de velos ...................................................................................................................... 284

Capítulo 6 REFLEXIÓN FINAL ................................................................................................ 292



Prefacio

(PENDIENTE)



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Capítulo 1

LOS MODELOS DEL MUNDO

Figura 1-1. Mapa del universo

“Por su naturaleza, todos los seres humanos poseen el deseo de saber. El placer que nos causan

las percepciones de nuestros sentidos es una prueba de esta verdad”. Aristóteles, uno de los

pensadores más inteligentes e influyentes que hayan nacido en el planeta Tierra, comienza así su

libro Metafísica. Aristóteles nos está diciendo que el deseo de conocer está en nuestra naturaleza,

es decir que es un impulso interno que define quiénes somos y nos distingue de otros animales.

Traducida al lenguaje moderno, la sabia sentencia de Aristóteles afirma que ese deseo de

aprender, propio de todos los seres humanos, reside en nuestros genes. A renglón seguido pone

de manifiesto su confianza en que los seres humanos podemos avanzar en el conocimiento del

mundo mediante la observación directa y califica de placentero el acto de comprender y

aprender, de lo cual podemos estar fácilmente de acuerdo. Aristóteles de Estagira, apodado el

Estagirita, vivió entre los años 384 a.C. y 322 a.C. Fue estudiante de Platón, otro de los grandes

filósofos de la antigua Grecia y a quien aludimos cada vez que hablamos de “amor platónico”.



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Llevo un cuarto de siglo enseñando y dando presentaciones —a todo tipo de público— sobre el

universo, su origen y su organización y he podido darme cuenta de la veracidad de la premisa

aristotélica y corroborar que en todos nosotros existe una curiosidad instintiva por el universo. El

deseo de saber más acerca del universo se parece al deseo de conocer la propia casa — al fin y al

cabo, el universo es nuestra casa. Cuando nos mudamos a una casa nueva queremos explorar

todos los detalles hasta conocerla íntimamente para poder sentirnos a gusto en ella. Queremos

bajar al sótano y esculcar en cada rincón por si acaso algún habitante anterior dejó un baúl lleno

de oro — o un cadáver. Queremos saber si el terreno bajo la casa tiene residuos de radón

radiactivo o si la pintura de las paredes contiene asbesto. Seguramente también vamos a querer

saber quiénes son nuestros vecinos; pronto habremos hecho un plano de la casa para verificar los

linderos y quizá para contemplar modificaciones futuras. Pues bien, igual sucede con nosotros

como especie. Hace 100 000 años nuestros antepasados salieron de África a explorar el mundo;

hace 40 años visitamos la Luna; hoy escudriñamos en el infinito con ojos espaciales que toman

fotos del universo recién formado hace 13 700 millones de años y estudiamos el origen con

máquinas exóticas y antes inimaginables, capaces de reproducir las condiciones existentes en ese

evento primigenio. Desde el comienzo de la civilización los seres humanos hemos elaborado

mapas de este hogar llamado universo — y en el proceso hemos expandido los linderos a

profundidades impensables. Esos mapas les han servido de guía a civilizaciones pasadas y

presentes, han contribuido a la organización de la sociedad y han sido enriquecidos con relatos

épicos que explican en términos antropomórficos el origen y la evolución del universo. La

narrativa —o cosmología— que acompaña los mapas del universo incluye el conjunto de

creencias, interpretaciones y prácticas que los grupos humanos desarrollan para proveer

explicación y significado al universo, a su origen y a la posición del ser humano dentro del

universo. En su sentido amplio y como reflejo de las creencias de un grupo, la cosmología es

materia de estudio de los antropólogos. Sin embargo, también la ciencia estudia el origen y la

evolución del universo y también los científicos involucrados en esos estudios se refieren a su

disciplina como cosmología. Empero, la cosmología científica es una rama de la física que

estudia el universo en su totalidad —su estructura, composición, origen y evolución— a partir de

sus procesos naturales y de leyes físicas firmemente establecidas. El rigor científico, la necesidad

de confrontar las teorías del universo con las observaciones astronómicas y la formulación



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matemática de los modelos del universo restringen la cosmología científica a un dominio mucho

más reducido que aquel que abarca la cosmología de los antropólogos. Las explicaciones sobre el

papel que desempeña el ser humano en el concierto de acontecimientos relacionados con el

universo y el lugar existencial que ocupa en el cosmos no tienen cabida en la cosmología

científica. Es importante, entonces, aclarar que este libro trata de la cosmología científica, no de

la cosmología de los antropólogos. Ah, ¡un momento! —dirá quizás el lector curioso— la

propuesta lleva implícita la noción de que existen dos cosmologías, una científica y otra no

científica; ¿acaso no son la misma cosa? La cosmología que estudian los antropólogos es la

narrativa que los seres humanos construyen para dar respuesta a la pregunta fundamental sobre

nuestro origen. Las civilizaciones pasadas acudían a la poesía o a la autoridad de un chamán que

señalaba a las estrellas y les adjudicaba la posición justa en el universo e infundía así un plácido

sentido de orden. De igual manera la sociedad moderna acude a la autoridad de la ciencia en

busca de respuestas, pero en el fondo ¿acaso esas respuestas que ofrece la ciencia no son también

meras construcciones sociales? La anterior es una pregunta provocadora que no se puede

despreciar como superflua o caprichosa por la sencilla razón de que la cuestión del origen del

universo, y por ende del origen de la humanidad, es demasiado fundamental para desligarla de

las profundas inquietudes del ser humano. La cosmología es tan crucial que desde hace 25 siglos

no solo la antropología se ha pronunciado y ha reclamado títulos de propiedad sobre el tema sino

que también lo han hecho la filosofía y la teología. En cierto sentido la ciencia moderna es la

intrusa y advenediza en ese campo labrado por una inquietud de miles de años, tiempo que los

seres humanos llevan cavilando sobre su origen. El ser humano se caracteriza porque el universo

le despierta una curiosidad insaciable. Por eso el gran público desea, de alguna forma, estar

siempre al día en conocimientos sobre el cosmos. La humanidad que acaba de atravesar el

umbral del Siglo XXI encuentra que, además de la puerta a un nuevo siglo, se le abrieron puertas

hacia una situación privilegiada pues por primera vez en la historia es posible empezar a

responder las preguntas fundamentales del universo ya no con base en especulaciones filosóficas

sino a partir de observaciones astronómicas. ¡Inmensa diferencia!

Para entender las raíces de la cosmología moderna, es importante dar un vistazo a los primeros

mapas que se elaboraron del universo. Imaginemos por un momento las condiciones de la mujer

prehistórica, una mujer que deambula inexplicablemente sobre la superficie de un planeta a veces



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noble, a veces cruel, e incierto sin remedio. No es difícil imaginar los primeros pasos del ser

humano sobre el planeta e imaginar por igual que estuvieron acompañados por una mirada llena

de temor y admiración hacia la bóveda celeste. Seguramente el desasosiego de no comprender

impulsó al ser humano a contemplar los astros fríos y lejanos y a querer entablar amistad con

ellos o a sobornarlos de alguna manera y convertirlos así en cómplices de una anhelada

sobrevivencia. Observar la repetición cíclica de los fenómenos celestes grabó en el rincón más

profundo de la conciencia del hombre primitivo una sinergia tangible pero innombrable entre su

realidad y la de los astros. Equiparar universo con casa u hogar no es apenas el ejercicio de crear

una metáfora: los indígenas precolombinos incorporaron ese concepto en la maloca, una casa que

les servía simultáneamente de templo y de observatorio astronómico. La maloca, como casa

ceremonial, era el centro de la organización social donde las personas encontraban un pequeño

modelo del universo que —gracias a peripecias arquitectónicas— permitía espiar los

movimientos del Sol durante el año y demarcar así el comienzo de importantes rituales y

sincronizarlos con solsticios y equinoccios. Las civilizaciones antiguas también hicieron una casa

de la bóveda celeste y sus astros. El fondo de estrellas les sirvió de material para decorar las

paredes de la casa con figuras de animales formadas por líneas imaginarias que conectan las

estrellas más brillantes de un grupo de estrellas o constelación — del latín para “estrellas juntas”.

Los arquitectos de la “maloca” de los babilonios dividieron la banda celeste por donde se

mueven los planetas en 12 constelaciones con forma de animales: Tauro, Aries (carnero), Piscis

(peces), Capricornio (cabra), Escorpio, Leo y los otros animales del zoológico astral conforman

el zodíaco, que justamente quiere decir rueda de animales. De este asunto el público general está

muy bien enterado gracias al cada vez más popular horóscopo que se nos aparece a diario en

revistas y periódicos para impartirnos advertencias y consejos de todo tipo o informarnos que si

somos de Aries hoy tendremos un encuentro con una persona agradable, mientras que los de Leo

deberán prestar más atención a sus finanzas. La astrología y la astronomía son asuntos muy

diferentes. Sin embargo, tienen un origen común y por eso las constelaciones de los astrónomos

aparecen en los horóscopos. Pues bien, una vez adornada la mansión, les llegó a los otros astros

del cielo el turno para ocupar su lugar en la esfera celeste. Una muestra diáfana de cuán

inseparable es la conexión de lo humano con lo celestial es que en las civilizaciones pasadas

encontramos sin falta la tendencia a dotar los cielos de propiedades antropomórficas y a

proyectar las leyendas de cada civilización en el orbe astral, como si este fuera el telón de fondo



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y escenografía para obras de teatro cuyos actores fueran los dioses. Para los griegos el Sol era el

dios Helios, quien atraviesa los cielos en su carroza de llamas; para los babilónicos el mismo Sol

es el dios Shamash; en Egipto el dios Ra; Inti para los incas y Tonatiuh para los aztecas. Venus,

el planeta más brillante en el cielo, era la diosa de la belleza para los romanos, el hermano mayor

del Sol para los mayas y Quetzalcóatl, la máxima deidad, para los aztecas. El planeta con color

de sangre, Marte, era el dios de la guerra tanto para los romanos como para los incas. Los dioses

permanecían muy ocupados en la mansión celestial. Al más veloz, Mercurio, se le asignó la

importante tarea de ser el mensajero de los dioses; al más lento, Saturno, se le encargó la

agricultura y Júpiter, el segundo más brillante, era el jefe de los dioses. Vemos cómo la

astronomía es parte integral del acervo de las culturas y al mismo tiempo agente de orden en la

sociedad debido a su importancia en establecer los ciclos de calendario que movían la sociedad.

Las civilizaciones antiguas y precolombinas aprendieron a usar la astronomía para guiar la

gestión de los cultivos y la navegación, para prever las épocas de lluvia o sequía y el estado de

los ríos y para entender el ciclo de los animales y otras funciones importantes en el buen

funcionamiento de la sociedad.

Los astrónomos asirios y babilónicos que precedieron a la Grecia antigua observaron

temerosamente la bóveda celeste y se dieron cuenta de la danza de los planetas, de las

regularidades del movimiento del Sol y de su correlación con las estaciones. Los conceptos

astronómicos babilónicos alimentaron la imaginación de los poetas de la antigua Grecia quienes

proyectaron en la esfera celeste sus temores y su mundo inmediato y la poblaron de deidades

cuyos poderes especiales les permiten mantener en funcionamiento los mecanismos del universo.

Los poetas griegos desarrollaron mitos en torno a la creación. Estos quedaron plasmados en la

obra Teogonía, de Hesíodo, del Siglo VII a.C., y desempeñaron un papel central en la

organización de la sociedad e influenciaron por siglos venideros la concepción europea del

universo, dominada por la idea de una Tierra esférica e inmóvil en el centro. La residencia de los

dioses no podía ser menos que perfecta y por eso en el universo de los griegos las esferas donde

habitaban los astros eran concebidas como objetos perfectos. Tal vez esa perfección asignada a

los objetos celestes satisfizo los anhelos estéticos de los poetas pero infortunadamente entorpeció

el avance de la cosmología científica pues ajustó forzosamente los modelos del mundo a una

geometría originada en el capricho de poetas. La idea de que los objetos astronómicos son



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inmaculados y sus órbitas perfectamente circulares entorpeció el entendimiento del universo por

más de 20 siglos. Durante más de 1 000 años en el transcurso de los cuales los doctos en Europa,

herméticos y obstinados, se aferraban al paradigma geocéntrico y lo elevaban al nivel de lo

sacrosanto e intocable, al otro lado del océano en el continente americano, una gran diversidad

de pueblos indígenas exploraban con libertad el cosmos y desarrollaban cosmologías vibrantes,

llenas de significado e intensamente conectadas con sus rutinas diarias. Los habitantes desde

Mesoamérica hasta la Patagonia aprendieron a descifrar los patrones celosamente escondidos por

los objetos astronómicos allá arriba y codificaron su conducta en avanzados calendarios que

guiaban aspectos fundamentales de sus vidas. Para los indígenas era importante entender los

eventos astronómicos y así poder descifrar los posibles secretos escondidos en el espectáculo

estelar. Los primeros constructores del modelo del mundo que recibimos de los europeos pre-

renacentistas vivieron en el Siglo VI a.C. Con base en observaciones directas y en

racionamientos geométricos impecables estos astrónomos se idearon un mapa del mundo en el

cual dispusieron con perfecta armonía los cinco tipos de objetos astronómicos conocidos en esa

época: la Tierra, la Luna, el Sol, los planetas y las estrellas. Desde los griegos, la tarea de

construir modelos cosmológicos se basó en descifrar la manera como los objetos astronómicos

están acomodados en el espacio y en describir sus movimientos. En otras palabras, para

continuar con la analogía de levantar planos de nuestra casa, es como si tuviéramos cinco tipos

de muebles en la sala y la tarea consistiera en disponerlos de modo que reprodujeran fielmente

las observaciones astronómicas. Y como la tarea tiene por fin establecer un orden en la sala, de

allí se deriva el término cosmos, que en griego significa orden y estética. Por eso la cosmología

es el estudio del cosmos — y también por esa razón perdono al periodista que vino a

entrevistarme creyendo que mi profesión era la de cosmetólogo en vez de cosmólogo; al fin de

cuentas las dos ocupaciones comparten un origen etimológico. El plano del universo levantado

por los griegos de la antigüedad fue documentado muy detalladamente por el astrónomo Claudio

Tolomeo, quien vivió en Egipto del año 90 al 168. En el modelo de Tolomeo los muebles de la

sala quedaban así: la Tierra reposa en el centro de la sala, como una poltrona paralizada en

solemne quietud; luego se encuentra la Luna, que da vueltas en torno a la Tierra en una órbita

circular; siguen los otros objetos que también giran alrededor de la Tierra: Venus, Mercurio,

Marte, el Sol, Júpiter y Saturno; y al final, en la periferia de la sala de baile de los planetas, nos

encontramos con las estrellas pegadas como finísimos adornos sobre una inmensa esfera centrada



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en la Tierra. La elegancia del modelo se quebrantó cuando Tolomeo quiso explicar los

movimientos observados de los planetas. El modelo gozaría de una simetría de gran acierto

estético si las órbitas de los planetas fueran perfectamente circulares y estuvieran centradas en la

Tierra, mas no hay tal: la simulación es imprecisa porque no es así como se mueven los planetas.

Los arquitectos de ese modelo se vieron obligados a introducirle varias complicaciones a la

hermosa maqueta del mundo. Empezaron a forzar a los planetas a girar en torno a círculos

secundarios, llamados epiciclos, que a su vez están girando sobre una esfera que encierra a la

Tierra pero no la pone justo en el centro sino ligeramente desplazada de este, según cuál sea el

planeta. Con estos ajustes, el modelo, por contrahecho que parezca, se usó extensamente durante

15 siglos para hacer cálculos astronómicos cuyos resultados tenían pequeños errores que no le

restaron utilidad. El modelo además encuadró muy cómodamente con la filosofía de Aristóteles

que influenció de manera decisiva el pensamiento académico occidental durante la segunda

mitad del Medioevo. Los astrónomos y filósofos aprendieron de memoria el plano de Tolomeo y

lo usaron como fundamento para avanzar sus teorías e ideologías… hasta el momento en que

apareció en escena un inquieto astrónomo polaco que sopló con fuerza sobre la burbuja en que

estaba encerrado el templo del modelo, y todo se vino abajo.

Nicolás Copérnico, el astrónomo polaco en cuestión (1473 - 1543), era canónigo adscrito a la

Catedral de Frauenburg y poseía también títulos de medicina, matemáticas, derecho, griego y

filosofía. Su libro De revolutionibus orbium coelestium que traducido del latín sería De las

revoluciones de las esferas celestes, fue publicado el mismo año de su muerte. La parte del título

que habla de “revoluciones” también se aplica muy apropiadamente a la revolución científica

que el libro suscitó. A Copérnico no le gustó ni poquito la manera como Tolomeo había

dispuesto los muebles en la sala y se propuso hacer un cambio revolucionario que, además de

mejorar la estética, también ofrecía mayor precisión y simplificaba en gran medida los cálculos

astronómicos. Copérnico movió la poltrona central y en su lugar puso el Sol, mientras que a la

Tierra y a los otros planetas los puso a girar en órbitas en torno al Sol, a la luna la puso a girar en

torno a la Tierra, y a la esfera de estrellas fijas la dejó en su lugar pero además las inmovilizó.

Copérnico murió sin ver los frutos de su trabajo, lo cual, de cierto modo quizás fue una

circunstancia más bien afortunada a juzgar por la suerte que corrió después el profesor Galileo

Galilei, quien fuera su máximo expositor y defensor.



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Figura 1-2. Modelos del mundo: geocéntrico y heliocéntrico

Hace 400 años Galileo apuntó su telescopio hacia el cielo y se dio cuenta de que el universo no

se conformaba al modelo establecido por Aristóteles y Tolomeo. Galileo se topó con un reto

formidable cuando quiso explicar las razones por las cuales consideraba que el modelo del

mundo se debía reemplazar por el modelo heliocéntrico (Sol en el centro) copernicano. Las

pruebas de Galileo a favor del modelo de Copérnico llegaron al mundo en un libro escrito en

italiano —y no en latín, que era la lengua usada por los académicos de la época— y en forma de

diálogo entre tres amigos, Salviati, Simplicio y Sagredo, en el cual exponían sus argumentos a

favor y en contra de los dos modelos del mundo. Galileo se dio cuenta de que el ambiente

filosófico de la época, impregnado de aristotelismo, no era propicio para avanzar el

conocimiento del universo y en su libro Diálogo sobre los dos máximos sistemas del mundo

ptolemaico y copernicano emprendió una batalla quijotesca en contra de las ideas de Aristóteles.

Mucho ha cambiado desde el año 1632 —cuando se publicó Diálogo— al día de hoy. La

cosmología moderna nos ofrece una nueva propuesta para acomodar los muebles de la sala.

Ahora el número de muebles y los linderos de la casa han crecido desmesuradamente. Sin

embargo, hay algo que no ha cambiado: las ideas aristotélicas aun latentes tanto en la cultura

popular como en círculos académicos —incluyendo algunos científicos— se siguen oponiendo al

nuevo modelo. Hoy contamos con un modelo científico del origen y evolución del universo,



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modelo que se conoce popularmente con su nombre big bang, o “gran explosión”, y que ha

despertado la curiosidad, la admiración y a veces también el rechazo por parte del público en

general. Aunque el modelo se ha refinado durante los 80 años de observaciones astronómicas

que lo sustentan, existe gran confusión sobre sus predicados, su estado de madurez y lo que

realmente significa para el gran público. Al mismo tiempo, existe gran interés por entenderlo y

por enterarse de los últimos hallazgos de los cosmólogos. El tiempo es propicio para un nuevo

diálogo cosmológico donde se expongan con claridad los argumentos de la cosmología

científica, se incluyan sus puntos débiles y se ofrezca una valoración honesta del estado de

avance de la cosmología científica. El big bang ¿mito o realidad? ¿Qué dice y qué significa

realmente el big bang? ¿Cuál es el lugar que ocupa el ser humano en el universo? ¿Las teorías

modernas sobre el universo ofrecen conocimiento certero del mundo o son construcciones

sociales que reflejan lo que la comunidad científica quiere ver en un modelo del universo? ¿Es el

big bang el mito moderno de la creación? Esas preguntas sin duda están cargadas de pólvora

filosófica y sociológica, pero tal vez por esa misma razón son fundamentales para nuestra

sociedad moderna que, querámoslo o no, está construida sobre los cimientos de una cosmovisión

científica. Mi reto en las páginas que siguen es afrontar esas preguntas fundamentales. Los invito

a espiar un diálogo —basado en discusiones reales— que tuvo lugar durante cuatro jornadas

entre tres amigos, un panadero curioso, un sociólogo y un astrofísico, quienes, al igual que el

lector, tienen muchas preguntas sobre el universo y quieren comenzar a entender lo que los

científicos están encontrando. Recientemente han sido publicados varios libros de divulgación

científica sobre el big bang, unos mejores que otros y algunos notorios por generar mayor

confusión. Sin embargo, todos parecen carecer de algo esencial en cualquier trabajo de

divulgación científica: estos libros se limitan a presentar un listado de logros científicos que no

ofrecen significado para la persona que no es científica y a quien entonces el contenido le resulta

bastante hermético. La forma de diálogo, como Galileo nos enseñó, es especialmente adecuada

para entender el significado de la cosmología moderna porque mediante la conversación informal

se pueden recrear de manera natural las inquietudes y dudas que surgen espontáneamente cuando

el tema se discute entre personas que tienen un deseo legítimo de aprender. Antes de entrar de

lleno en el diálogo me parece conveniente hacer un resumen muy al alcance de cualquier lector

sobre la cosmología del big bang. Ello nos permitirá seguir muy de cerca los argumentos que los

contertulios esgrimen en un lado y otro del debate. En realidad los conceptos cosmológicos son



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fáciles de entender y se pueden explicar siguiendo el proceso histórico de las ideas y sin

necesidad alguna de invocar fórmulas o planteamientos matemáticos. La historia de la teoría del

big bang, de la cual nos ocuparemos en los capítulos 2 y 3, es la historia de cómo un arreador de

mulas, un boxeador, un empleado de la oficina de patentes y un físico bromista construyeron el

modelo del universo que hasta el día de hoy es el más exitoso en la historia de la ciencia.

La cosmología moderna acomoda los muebles en la sala de la siguiente manera: el sistema solar

donde se encuentra la Tierra está ubicado en una esquina anónima de un grupo de 100 000

millones de estrellas que danzan arremolinadas en una hermosa estructura a la cual, por su

apariencia, los griegos llamaron Vía Láctea —algo así como “camino lechoso” — por la

apariencia que tiene en el cielo de banda blancuzca. En el universo hay cientos de miles de

millones de galaxias como la nuestra y entre ellas el espacio se hincha. Las galaxias en el espacio

parecen pasas en una torta que se infla en el horno. La expansión del universo implica que en el

pasado la materia ocupaba menor espacio y por lo tanto el medio era denso y caliente, como un

reactor nuclear donde se formaron los elementos químicos primordiales —el hidrógeno, el

helio— y algunas trazas de otros elementos ligeros como el litio. En el proceso de formar ese

sustrato con el que más adelante se hacen estrellas y galaxias, se generó mucha luz. La sopa de

materia y luz se enfría a medida que el espacio se expande y después de 380 000 años la materia

y la luz se divorcian y cada una sigue su propio camino, sin importarle lo que hace la otra. El

estira y afloje que se da entre la luz y la materia justo antes del divorcio deja grabada en la luz

una impresión de ese proceso. Esa luz que ahora viaja libremente y que llena todo intersticio del

espacio pierde energía a medida que el universo se expande y si pudiéramos recogerla con un

aparato sería como tomarle una foto al universo cuando este tenía apenas 380 000 años. Fue

justamente esa imagen la que logró obtener en 1992 el satélite COBE, (llamado así por su sigla

en inglés para Cosmic Background Explorer o explorador del fondo cósmico). Las características

de la radiación de fondo de origen cosmológico observadas por el COBE y los resultados de la

multitud de experimentos que le siguieron son consistentes con la teoría cosmológica del big

bang. La teoría del big bang también explica de manera coherente otras observaciones

astronómicas —como las agrupaciones características de las galaxias en el espacio y la

abundancia de elementos químicos en el universo— y, sin embargo, para que esta teoría funcione

bien es necesario postular la existencia de formas de materia y energía que hasta el día de hoy no



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se han detectado directamente. Y ese es justamente el lado oscuro del big bang, del cual nos

ocuparemos en el momento oportuno en estas páginas.

El lector notará que en los párrafos anteriores usamos los vocablos modelo y teoría sin matizar

posibles diferencias en sus significados. Aunque a los filósofos les pueda mortificar esa falta de

diferenciación, en el marco de este libro no nos enredaremos en discusiones pedantes sobre el

significado preciso de esos términos. De una vez queda anunciado que para facilitar la

exposición se usará el término modelo como sinónimo de teoría. Lo mismo se hará con los

términos experimento y observación. Es claro que no resulta posible acudir —como lo haría un

químico— a un laboratorio para repetir el experimento de la formación del universo, o someter

una estrella a las condiciones controladas del laboratorio. Por otra parte, podríamos pensar que el

universo es un experimento ya realizado y que los astrónomos se encargan de observar y analizar

los resultados del experimento. Lo que se quiere decir con observación o experimento es lo

mismo: el universo es observable y susceptible de ser medido.

El big bang, junto con el modelo estándar de las partículas fundamentales, explica los eventos

ocurridos en la historia del universo a partir de pocas fracciones de segundo después del tiempo

cero, pero existen grandes dificultades en explicar qué ocurrió en las primeras fracciones de

segundo. En parte esta dificultad se debe a que carecemos del marco teórico adecuado para

describir el comportamiento de la materia a tan altas temperaturas y densidades. Los físicos han

desarrollado una extensión al big bang, llamada modelo inflacionario, que trata el asunto de lo

que ocurrió en las primeras fracciones de segundo. La inflación —concepto que no guarda

ninguna relación con el que se usa en economía— postula una época inicial de crecimiento

locamente acelerado que resuelve algunos problemas del big bang. Es posible que en un futuro,

cuando maduren las teorías de partículas elementales, el mecanismo inflacionario sea

reemplazado por un concepto nuevo. De ocurrir esto, el big bang original no perdería validez;

por el contrario, ganaría un piso firme.

De nuevo regresamos a las preguntas fundamentales, ¿Es el big bang una mera teoría? ¿Es

confiable y seguro el conocimiento que la cosmología científica propone sobre el universo? Si

queremos sostener un diálogo honesto sobre cosmología, no podemos ni evadir ni hacer



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desaparecer ese tipo de preguntas pues son justamente las que surgen una y otra vez en las

conversaciones sobre el tema. Además, la cosmología científica se contrapone muchas veces a la

cosmovisión popular sobre el mundo y desde la década que inició en 1960 ha surgido una intensa

crítica —proveniente de un círculo de académicos cercanos a la sociología y a las

humanidades— a las proclamas que hace la ciencia sobre su superioridad epistémica. Llegamos

así al momento adecuado para detenernos brevemente en el concepto de cosmovisión que se

diseminó con algo de inconciencia —y sin aclarar su significado preciso— en los párrafos

precedentes. Cuando se habla del universo —de su origen, formación y evolución— al mismo

tiempo se alude a algo muy íntimo del ser humano: las construcciones mentales que este elabora

para dar respuesta a su deseo e inclinación naturales por entender y explicar su propia existencia

y por hallar una explicación a las experiencias. Esa lente bajo la cual observamos e interpretamos

el mundo es lo que constituye nuestra cosmovisión. Por supuesto que la construcción que

hacemos en la cabeza de pequeños modelos del mundo también tiene una dimensión grupal que

confluye con la cosmología que estudian los antropólogos. Cada persona construye

individualmente un modelo mental del mundo que a su vez refleja el pensar colectivo. La mente

humana es como un depósito en cuyas paredes se encuentran todo tipo de ganchos para colgar las

experiencias acumuladas durante el día. De alguna forma tenemos la necesidad de hacer que todo

eso que colgamos en la cabeza encuentre equilibrio — que las ideas nuevas se apoyen en ideas

viejas y formen una estructura que nos brinde algo de seguridad. Sentirnos a gusto con un

concepto es como haber encontrado para este el gancho justo, en el lugar adecuado de modo que

el concepto encaje bien en medio de las otras ideas circundantes. Este orden o cosmovisión es el

que le da coherencia a nuestra concepción mental del mundo, orden que se solidifica con el paso

del tiempo y se refuerza también en parte con las influencias del medio. En resumen, la

cosmovisión equivale a unos hilos invisibles en el cerebro que nos permiten acomodar las ideas

para elaborar un modelo interno del mundo — es el andamiaje dentro de la cabeza de donde

podemos colgar ideas y conceptos, es la manifestación individual del principio de causalidad que

nos explica el mundo y le da sentido. Lo que se busca al definir el significado de cosmovisión no

es entrar en lucubraciones metafísicas. La definición se propone con el fin de prestar apoyo, de

servir como instrumento discursivo que facilite la comprensión del concepto. Para Simplicio —

uno de los contertulios— una cosmovisión es algo así:



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Figura 1-3. Extraña vision de Simplicio

Infortunadamente, Simplicio no nos explicó muy bien el significado de este enigmático dibujo.

Para dilucidar el enigma habrá que espiar las conversaciones entre Simplicio y sus amigos. Es

más, el lector acaba de quedar formalmente invitado a sentarse en su poltrona —no importa

dónde quiera colocarla, si en el centro de la sala o en una periferia anónima— explorar el

universo y participar del debate cosmológico con Simplicio, Sagredo y Salviati. En esta visita

guiada por el universo se visitarán las fronteras donde los exploradores están excavando para

sacar a la luz hallazgos maravillosos que estaban escondidos en el universo profundo; y a lo

largo del recorrido estará siempre presente la pregunta: ¿qué significa todo esto?



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Capítulo 2

EL UNIVERSO SE INFLA

En marzo volvieron los gitanos. Esta vez llevaban un catalejo y una lupa

del tamaño de un tambor, que exhibieron como el último descubrimiento

de los judíos de Ámsterdam. Sentaron una gitana en un extremo de la

aldea e instalaron el catalejo a la entrada de la carpa. Mediante el pago

de cinco reales, la gente se asomaba al catalejo y veía a la gitana al

alcance de su mano. “La ciencia ha eliminado las distancias”, pregonaba

Melquíades. “Dentro de poco, el hombre podrá ver lo que ocurre en

cualquier lugar de la tierra, sin moverse de su casa.”

GABRIEL GARCÍA MÁRQUEZ, “Cien años de soledad”

Figura 2-1. El universo se infla

Explorar el universo nos conduce de manera ineludible a estirar la imaginación para ponderar las

vastas distancias y los intervalos de tiempo insondables con los que se manifiesta ese maravilloso

cosmos que nos atrae con una fuerza innata. La inmensidad del universo tiende a hacer aflorar

en nosotros un temor subyacente a enfrentarnos con escalas de espacio y tiempo tan

abrumadoramente superiores a la escala humana; es como si existiese un límite en nuestra

capacidad mental para digerir ciertos conceptos que incluyen miles de millones de kilómetros y

miles de millones de años. Una de las preguntas más frecuentes que me formulan cuando hago

presentaciones sobre el universo es: ¿Cómo es posible que nosotros —los seres humanos— de

proporción minúscula en relación a las galaxias, estudiemos el universo a gran escala y



15

comprendamos los procesos que ocurren a unas distancias inimaginables? La pregunta es válida

y los intentos de respuesta han generado un debate milenario —que continúa hasta el día de

hoy— entre filósofos, sociólogos, físicos y astrónomos. Sin embargo, es preciso anotar que las

observaciones astronómicas de los últimos 45 años nos han enseñado y revelado más sobre el

universo que todas las especulaciones filosóficas acumuladas en los 2 500 años precedentes. La

lección es que el universo en su totalidad sí es materia legítima de estudio científico — siempre y

cuando se derrumben los muros conceptuales que nos mantienen encerrados en un pequeño

domino de escalas de espacio y tiempo. Sí podemos explorar la inmensidad del cosmos. Les

contaré un experimento que realicé para demostrar que las escalas de los objetos astronómicos

están al alcance de nuestra comprensión.

¿Será acaso posible que una niña de 10 años de edad mida el tamaño de nuestro planeta Tierra?

No estoy hablando del ejercicio trivial de medir el diámetro de un mapamundi con una regla y

luego multiplicar el resultado por el factor de escala reportado en el mapa. No. El fin del

ejercicio es pensar en cómo con los recursos que una niña pequeña tiene disponibles se podría

hacer una medición directa del tamaño de la Tierra. Para ambientar mejor el desarrollo del tema

que nos ocupará en este capítulo, quiero presentarle al lector un reto: le propongo que se siente y

dedique unos pocos minutos a pensar cómo medir el tamaño de la Tierra — claro está, sin la

ayuda de naves espaciales u otras tecnologías avanzadas. El método más sencillo que se me

ocurre para medir distancias sobre la superficie de la Tierra es caminar: medimos con un metro

corriente la distancia que se avanza en un paso; luego caminamos la distancia que queremos

medir y vamos contando el número de pasos realizados y al final multiplicamos el número de

pasos por el tamaño de un paso para calcular la distancia total. No es que vayamos a llegar muy

lejos con esa fórmula; quizás una niña camine a lo sumo un día o dos abarcando una distancia no

superior a los 100 kilómetros. Evidentemente esta propuesta no funciona, la Tierra es muchísimo

más extensa. Además, la tarea anterior se parece a las que en ocasiones asignan los maestros —

un tanto imprácticas y engorrosas— y es también del estilo que tiende a causarles a los padres

cierto malestar. Así pues que mejor será que utilicemos la imaginación y pensemos en un método

más práctico. Le adelanto al lector que con mis alumnas de 10 años logramos hacer la medición

en menos de 15 minutos y con la ayuda de una regla, un metro y un transportador. Al final

obtuvimos un resultado que tenía apenas un 7% de error; el experimento fue publicado en una



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revista profesional de educación1 y sirvió para enseñarles a las alumnas que sí es posible

entender y manejar distancias muchísimo más grandes que la escala humana. El método que

utilizamos para hacer esta medición fue inventado en la antigua Grecia — y gracias a los sabios

griegos sabíamos desde hace ya 2 200 años que la Tierra es redonda y que tiene una

circunferencia de 40 000 kilómetros. Los datos modernos sobre el tamaño de la Tierra indican

que en la realidad la forma no es exactamente esférica y es más bien algo achatada en la

dirección que une el polo norte con el polo sur: si medimos la circunferencia de la Tierra a lo

largo del ecuador terrestre encontramos que es de 40 075 kilómetros, pero si lo hacemos a lo

largo de una trayectoria que pase por los polos la distancia recorrida sería 134 kilómetros más

corta. Para entender cómo los griegos lograron semejante hazaña les contaré la historia de Beta2.

El 21 de junio del año 230 a.C., Beta se levantó más temprano que de costumbre. Estaba además

un tanto malhumorado después de una mala noche. Unos perros transeúntes le habían

interrumpido el sueño y, para empeorar las cosas, tenía la cabeza dándole vueltas por causa de

los planes para la “fiesta del pozo”. A su jefe se le había ocurrido la maravillosa idea de celebrar

la fiesta del pozo, evento que para Beta no era sino una gran distracción que le robaría tiempo

precioso que prefería dedicar a un importante proyecto que tenía entre ceja y ceja: elaborar el

mapa de todo el mundo habitable. Sin saber que esa mañana haría una contribución significativa

al conocimiento del universo, Beta hizo lo que pudo para sacudirse la pesadumbre que

amenazaba desde tan temprano con arruinarle el día. Decidió, con gran sabiduría y sentido

común, comenzar con un buen desayuno. Por fortuna su trabajo le proporcionaba todas las

comodidades posibles — entre ellas personal suficiente para encargarse de los asuntos

mundanos, como el desayuno. Beta llamó a sus sirvientes e impartió órdenes para que prepararan

un pulpo recién traído del mercado; seguidamente dio instrucciones para que lo marinaran en

especias orientales, albahaca fresca y olivas. Indicó que se trajera a la mesa suficiente pan, queso

de cabra y miel para todo su equipo de trabajo.

Después de una breve caminata a orillas del Mediterráneo, Beta se encontraba en mejor

disposición y llegó al desayuno de trabajo cargado de ideas para la “fiesta del pozo”. La brisa

fresca del Mediterráneo le ayudó a poner en orden sus ideas y a dejar de quejarse de la tarea

frívola que su jefe le había impuesto. Al fin y al cabo su jefe era nada más y nada menos que el



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rey Tolomeo III Evergetes quien gobernó la colonia helénica en Egipto entre los años 247 — 222

a.C., un período de considerables avances en las ciencias y las artes. En esa época ya las guerras

de conquista y expansión de los griegos habían terminado y se gozaba de una etapa de

prosperidad sin precedentes. La ciudad de Alejandría —fundada por Alejandro Magno en 331

a.C.— era la metrópoli más importante de todo el Mediterráneo; se convirtió en un centro de

poder y avance científico que atraía a los más grandes pensadores de la época, incluido nuestro

Beta. “Beta” es el apodo que los colegas envidiosos le dieron a Eratóstenes de Cirene, un gran

genio que se destacó en todas las áreas de estudio, entre ellas las matemáticas, la filosofía, la

astronomía, la poesía y la geografía. Gozó desde muy pequeño de un acceso privilegiado a las

mejores escuelas y a los profesores más destacados. En su ciudad natal de Cirene (actual

Shahhat, en Libia), que era otro de los grandes centros culturales del mundo helénico, fue

discípulo de Lisanias de Cirene y del poeta Calímaco. Luego estudió en la academia más

prestigiosa de Atenas bajo la tutela de importantes filósofos como Arcesilaos de Pitane y Aristo

de Ceos director del Liceum. Aunque las ciencias y las matemáticas eran componentes

importantes de la escuela ateniense, sus estudios fueron principalmente filosóficos. En el 244

a.C. fue llamado por el rey egipcio Tolomeo III Evergetes para que se encargara de la biblioteca

de Alejandría, cargo que automáticamente lo hizo tutor de Philopator, hijo del rey y quien más

adelante sucedería a su padre en el poder. La biblioteca alejandrina o mousaion era el

establecimiento más avanzado y más bien dotado de la época en ciencia y cultura. Su generosa

arquitectura ofrecía a los investigadores hermosos jardines para el peripatético, salas de lectura,

laboratorios y una inigualable colección de pergaminos. Era un sitio ideal para cultivar el amor

por el conocimiento, en resumen un mousaion o altar de las Musas, esas nueve deidades de la

mitología griega e inspiradoras de la música, las ciencias y las artes. Ese vocablo griego dio

origen a la palabra “museo”. Como director de la biblioteca más grande y más importante del

mundo helenístico de la época, Eratóstenes tenía el privilegio de estar al día en los conocimientos

científicos tan pronto estos se generaban; por sus manos pasaban todos los relatos de periplos

improbables, de viajeros, comerciantes y exploradores que traían noticia y detalles de tierras

lejanas. Se convirtió en un famoso erudito y en un gran maestro conocedor de muchos temas, con

lo cual se ganó el apodo de pentathlos (ganador de las cinco competencias de los juegos

olímpicos) por parte de sus colegas cada vez más especializados y quienes veían con recelo el

dominio que él exhibía sobre todos los temas que tocaba. Los matemáticos lo criticaron por no



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ser “purista” y por dispersarse en estudios pertenecientes a otras disciplinas. Eratóstenes,

además, era el miembro “alfa” —es decir el más destacado— del mousaion, pero fue apodado

“beta” (la segunda letra del alfabeto griego) por sus enemigos, quienes pretendían —por medio

de la burla y el desdén— recordarle que a pesar de ser el miembro “alfa” del mousaion, ellos lo

consideraban “beta”, es decir segundo, en todo lo que hacía.

El pulpo quedó exquisito y el desayuno de trabajo fue un éxito total. Para contentar al rey

Tolomeo III Evergetes, quien era bastante caprichoso, Beta y su equipo decidieron planear que se

ejecutara alrededor del obelisco de la plaza central una danza, justo al medio día cuando el Sol

alcanzaba su máxima elevación. El día 21 de junio tiene un significado especial para los

astrónomos porque es el más largo del año para los habitantes del hemisferio norte y es cuando el

Sol al medio día alcanza el punto más alto con respecto al horizonte. Los observadores atentos

del cielo notaron que ese día, cuando alcanzaba su máxima elevación, el Sol parecía quedar en

suspensión en ese punto durante unos minutos prolongados, fenómeno que en refinado latín se

diría solis statio o solstitium. En lengua vernácula decimos solsticio de verano. La famosa

historia del pozo con la que nuestro amigo Beta comenzó su día se originó en la antigua ciudad

de Siena (hoy Asuán, en Egipto) a 842 kilómetros al sur de Alejandría. En aquella ciudad se

encuentra un pozo, a orillas del Nilo, que además de profundo y muy oscuro está rodeado de

leyendas. Una de ellas afirma que nadie ha visto el fondo del pozo. Incluso algunos sostenían la

creencia insustancial de que el pozo no tenía fondo y que cualquier objeto que se arrojase al hoyo

saldría por un hueco correspondiente al otro lado de la Tierra. Sin embargo las especulaciones

llegaron a su fin cuando alguien observó que una vez al año, el 21 de junio de cada año con

exactitud, al mediodía los rayos solares penetraban el profundo hoyo de forma perfectamente

paralela, le pegaban de frente al fondo del pozo e iluminaban los secretos que se suponían

escondidos a los mortales. Igualmente a esa hora los obeliscos en Siena no proyectaban sombra

alguna. Que los rayos de luz solar entraran alineados al pozo como un chorro directo de luz

significaba que en ese día exacto —en el solsticio de verano— el sol de mediodía se posaba

directamente encima del pozo. A tal acontecimiento astronómico se le dieron muchos

significados que emanaban de intrincados melodramas entre los dioses de la antigua Grecia. Por

alguna razón, a pesar de su interés manifiesto por impulsar las ciencias, el rey Tolomeo III

consideró importante contribuir al folclore popular. De ahí el malestar de Beta, quien habría



19

preferido ocuparse del proyecto más importante para su carrera y para el estado: hacer un mapa

de todo el mundo conocido. Eratóstenes era el geógrafo más cotizado del mundo helénico.

Debía su fama en gran parte a las contribuciones que hizo al procesamiento de datos geográficos

mediante avances en la teoría de la geometría de la esfera. Eratóstenes se ideó un método para

localizar puntos en una esfera mediante ejes de referencia. Este sería el concepto precursor a las

coordenadas geográficas de latitud y longitud que se usan hoy en día. El rey Tolomeo III

Evergetes era un líder militar astuto y no tardó en reconocer la ventaja estratégica que le

proporcionaría poseer un mapa de alta precisión que cubriera no solo las provincias bajo su

dominio sino también el resto del mundo habitado. El conocimiento preciso de las fronteras

dentro de su reino era esencial para el recaudo de impuestos; igualmente el delimitar su imperio

era una necesidad estratégica que le permitiría estar preparado en caso de que se quebrara el

equilibrio precario entre las colonias griegas. Por eso mandó a llamar a Eratóstenes, una persona

que reunía las calificaciones necesarias para liderar su proyecto geográfico. Tolomeo Evergetes

tenía muy claro que el director de la biblioteca de Alejandría tenía que ser un científico, no un

filósofo. Necesitaba a un científico capaz de procesar toda la información geográfica que llegaba

a las puertas de la biblioteca alejandrina y capaz de elaborar, con esa información, una

representación fiel de los confines del mundo. No confiaba en el estado de parálisis en el que

había caído la filosofía griega y estaba convencido de que la confrontación estéril entre los

estoicos, los cínicos y los epicúreos sobre la “buena vida” no arrojaría resultados productivos.

Eran las 11 de la mañana y desde la oficina de Eratóstenes, en la gran biblioteca de Alejandría, se

escuchaba la algarabía de los espectadores que venían a disfrutar de las celebraciones del

solsticio de verano. El científico estaba ocupado en la interpretación de un interesante pergamino

que había sido confiscado a un comerciante de Persia y que contenía valiosísimos detalles de

diversos pueblos y ciudades asentados a lo largo de la ruta de Alejandro Magno hacia el oriente:

Thapsacus, Nisibis, Gaugamela y Arbela saltaban a la vista; Opis, Ecbatana, Damghan y

Zadracarta también estaban registrados en el intrigante documento. De repente el olor del

estiércol de camello invadió su oficina y lo obligó a salir a la plaza antes de lo planeado, pues no

contaba con que el frente de su oficina se convertiría en un improvisado estacionamiento de

camellos. Cruzó el umbral de la puerta principal y quedó enceguecido por los intensos rayos de

luz. Empero, cuando sus ojos se fueron adaptando al resplandor, se acercó al centro de la plaza y



20

allí quedó, esta vez, de una pieza: en ese momento Beta se encontró ante la sombra del obelisco

sobre el piso y quedó tan petrificado como el mismo obelisco —que representa un rayo de luz

petrificado— pues estaba ante la solución a un problema que venía persiguiendo hacía más de 10

años. Lo que ocurrió a continuación en el silencio de su propia mente pensante es quizá uno de

los acontecimientos más importantes para la humanidad desde la invención de la escritura. En

unos pocos segundos se imaginó cómo, valiéndose de la sombra del obelisco, sería posible medir

el tamaño de la Tierra. En su mente las cosas ocurrieron a toda velocidad; en un instante de

lucidez avizoró con toda claridad la solución esquiva al problema de medir el tamaño de nuestro

planeta; una ráfaga de inspiración detuvo el tiempo unos segundos, que a Beta le parecieron

horas enteras. Pudo analizar el problema con singular eficacia, como si examinara una estatua

olímpica que tuviera frente a él. Aislado mentalmente del jolgorio, ni siquiera se molestó con la

gritería de la muchedumbre en la plaza. Sí estaba, sin embargo, muy consciente del profundo

significado de su visión y al término del destello fugaz de inspiración se sentía eufórico y

poseído por una sensación indescriptible de satisfacción intelectual — superior a cualquier placer

que nunca antes hubiera experimentado. Se sentía feliz mientras caminaba, o más bien flotaba

impulsado por los empujones de la multitud y para sus adentros gritaba: “¡Eureka, Eureka,

Eureka!” Sin embargo, se incorporó con rapidez cuando tomó conciencia de que la ventana de

oportunidad se cerraría en pocos minutos: sabía que para llevar a cabo su experimento de

medición de la Tierra era imperioso que determinara la longitud de la sombra del obelisco y esa

tarea sería imposible en medio del alboroto de tanta gente alrededor del monumento. Esperó un

poco y cuando estuvo seguro de que era mediodía, marcó con un trazo fuerte sobre la piedra del

piso el punto exacto donde terminaba la sombra del obelisco. Sabía que más tarde podría volver

a la plaza vacía y, con toda calma, hacer la medición precisa del tamaño de la sombra. El poder

simbólico del experimento realizado por Beta es deslumbrante: ¡Midió la circunferencia de

nuestro planeta a partir de una marca sencilla y elemental trazada sobre el piso! Dos

instrumentos comunes le bastaron —su cerebro y un irrisorio trozo de tiza— a este hombre para

transcender la escala humana, abrir la puerta del universo y establecer a ese ámbito vastísimo

como un objeto legítimo de exploración científica. Si la Tierra fuera plana, en un momento dado

los rayos solares incidirían sobre la superficie siempre con el mismo ángulo y por tanto los

obeliscos en Alejandría y en Siena proyectarían sombras de igual extensión. Por otra parte, el

hecho de que el Sol no proyectara sombra en Siena pero sí en Alejandría era una manifestación



21

de la curvatura de la Tierra. Que la Tierra es una esfera para ese entonces ya era un hecho bien

establecido. Sin embargo, la genialidad de Beta es haber logrado visualizar la relación directa

entre el tamaño de la sombra y el tamaño del planeta. Beta se ideó un método geométrico de

sencillez implacable para determinar el tamaño de la Tierra a partir de la medición de una

sombra — medición que cualquier niño o niña de 10 años es capaz de hacer.

Minutos después del increíble golpe de inspiración era posible ver a Beta y a sus ayudantes en el

ejercicio de tender sobre el piso una cuerda bien tensionada — un extremo en la base del

obelisco y el otro en la marca que señalaba el borde de su sombra. Medir la sombra era un paso

intermedio para calcular el ángulo de elevación del Sol, que era el parámetro importante. Como

buen geómetra que era, Beta dio órdenes de tender otras dos cuerdas sobre el piso para

reproducir el triángulo que hacían el obelisco, la sombra y los rayos solares — y de esta forma

facilitar la medición del ángulo de elevación del Sol. Todo salió perfecto y sus ayudantes

tomaron nota de la medición así como de todos los detalles del procedimiento seguido. En la

memoria de Beta quedó grabado el valor de 7,2 grados, la clave que le permitiría resolver el

acertijo. Por fin podría saber el tamaño de la Tierra, completar su libro de geografía y elaborar un

mapa con la precisión esperada por el rey. En camino de regreso a su oficina hizo los cálculos en

su cabeza: sabía que el ángulo que acababa de medir era la separación angular entre Siena y

Alejandría, tal como sería vista por un geómetra que estuviera sentado en el centro de la Tierra.

El diagrama mental que elaboró en la cabeza era así:



22

Figura 2-2. Experimento de Eratóstenes

Beta se imaginó que la faz de la Tierra cortada por la mitad era un pan redondo y plano de esos

que salían calienticos del horno de leña a la hora del desayuno. Una de las tajadas estaría

demarcada así: por el centro de la Tierra, en la punta aguda de la tajada, y por Alejandría y Siena

en las dos esquinas alejadas del centro. Las otras tajadas serían iguales en tamaño. La lógica que

lo llevó a la respuesta final es muy sencilla: si una de esas tajadas tiene un ángulo de 7,2 grados,

entonces los 360 grados del pan completo se pueden dividir en 50 tajadas de igual tamaño (7,2 x

50 = 360). La circunferencia de la Tierra —que siguiendo la analogía sería el perímetro del

pan— es entonces 50 veces la distancia entre Alejandría y Siena. El afán del momento impulsaba

a Beta a hacer el cálculo para un resultado aproximado, a sabiendas de que más adelante podría

repetirlo con datos más precisos. Así fue como recordó que en su propio mapa del Nilo él había

registrado la distancia Alejandría-Siena en 5 000 estadios. El estadio era una de las unidades de

medida usadas en la época y sabemos que equivale a la longitud de un estadio olímpico. No

obstante —ya que la unidad de medida variaba dentro del imperio— la conversión de esta al

sistema métrico ha mantenido a los historiadores en constante polémica. Beta, por otra parte, sí

tenía en la memoria el dato y con él, por tanto, la respuesta: 50 veces la distancia Alejandría-

Siena equivale a 250 000 estadios (50 x 5 000 = 250 000). Si utilizamos los diversos factores de

conversión de estadio a kilómetros que los historiadores han propuesto, encontramos que el

resultado de Beta para la circunferencia de la Tierra cae en el intervalo entre 37 500 y 46 600



23

kilómetros, lo cual es maravillosamente cercano al valor moderno de 40 000 kilómetros. Beta

salió entonces presuroso y emocionado hacia la biblioteca para revisar una vez más sus notas y

bosquejos del mapa del mundo. Esta vez, no obstante, ya conocía el tamaño real del planeta y por

lo tanto podía estimar la verdadera dimensión del mundo conocido. Mandó a llamar de inmediato

a su querido colega y mejor amigo, el gran matemático y físico Arquímedes, con quien quería

compartir su momento de Eureka.

Previendo una larga tertulia y anticipándose al agobiante calor vespertino, Beta dio órdenes para

que antes de la visita de su amigo se preparara un ligero refrigerio y muchos refrescos. Como el

físico Arquímedes era además su vecino no tardó mucho en llegar a la biblioteca donde Beta lo

esperaba ansioso y con brazos abiertos y con todo un equipo de ayudantes — prestos a tomar

nota de todo lo hablado. Aunque en edad cronológica Arquímedes le llevaba tan solo once años a

Beta, en experiencia y en sabiduría la ventaja era más pronunciada. Ello hacía que Beta se

desviviera en esfuerzos para sacar provecho de sus encuentros. Estos dos grandes personajes no

siempre estaban de acuerdo, pero siempre estaban animados por un deseo profundo y respetuoso

de escuchar los razonamientos del otro. Sin más preámbulo, tratemos de escuchar cómo

transcurre su animada discusión.

BETA: Mi queridísimo y estimado amigo Arquímedes, no puede usted imaginar el placer que me

produce volverlo a ver por estos lados; además para la Biblioteca es un gran honor gozar de su

presencia. Bienvenido entonces. Acomódese como si estuviera en su propia casa y no dude un

instante siquiera en pedirnos cualquier cosa con la que podamos hacer más cómoda su visita.

ARQUÍMEDES: Es usted muy amable, mi querido Eratóstenes. Yo también tenía inmensos

deseos de verlo y de continuar nuestra conversación sobre las ideas algo extravagantes de nuestro

vecino Aristarco, el de Samos, que tanto trastorno están causando entre los estudiosos del

universo. Ah, pero antes quiero que me cuente todo sobre ese maravilloso experimento de medir

la Tierra.

BETA: En efecto, me está pareciendo que acabo de resolver el problema de determinar el tamaño

de la Tierra y, como usted bien sabe, ese dato me permitirá estimar el tamaño del universo con



24

base en los métodos geométricos desarrollados por el mismo Aristarco para calcular la distancia

a la Luna y al Sol. A propósito, tengo mucha curiosidad por escuchar las noticias que me trae

sobre el trabajo de Aristarco. Cuando lo conocí en Atenas me pareció díscolo y propenso a

generar ideas poco convencionales. Ahora bien, volviendo a la Tierra, le decía que hoy tuve una

experiencia de singular alcance cuando cerca al mediodía, de forma repentina los agudos rayos

de luz solar aclararon en mi mente una idea que venía contemplando hace ya varios años y que

me revelaría la conexión entre el tamaño de la Tierra y el tamaño de la sombra proyectada sobre

el piso por una estaca o cualquier objeto fino y largo. Todo comenzó con un llamado del rey para

que le organizara un evento un tanto veleidoso y de poca utilidad.

ARQUÍMEDES: Cuénteme, Eratóstenes. Aunque estoy seguro de que los caprichos del señor

Evergetes —que bien los conozco— no lograrán sorprenderme.

BETA: Se trata de la “fiesta del pozo”.

ARQUÍMEDES: Ya veo: como hoy estamos celebrando el solsticio de verano el rey Evergetes

quiso aprovechar la ocasión para sumergir al pueblo en un entretenimiento banal.

BETA: Sí, por ahí va la cosa. No me importa qué planes tenga el rey para entretener a las masas,

lo que me disgusta de modo indecible es que él sabía que yo estaba dedicado a trabajar en uno de

sus proyectos prioritarios… y viene con esa ridícula distracción y a pedirme que yo coordinara el

evento… como si él no tuviera a su disposición un ejército completo de desocupados en quienes

puede delegar las tareas más triviales de su gobierno. Eso de celebrar el solsticio de verano con

fiestitas de corte religioso me parece inconsistente con su política de promover y exaltar la

investigación científica.

ARQUÍMEDES: Me extraña que usted no vea la razón por la cual el rey quiera celebrar el

solsticio de verano como lo llama la tradición. Recuerde que no es precisamente por tonto que

Evergetes ocupa la posición de rey. Sabemos que el rey necesita una élite de científicos de punta

pero también sabemos que el rey ha recibido fuertes demostraciones de rechazo a su programa de

apoyo al avance de la ciencia. En algunos círculos se promueve la idea de que el rey quiere



25

suprimir las costumbres y que su agenda científica tiene como propósito desterrar a los dioses del

panteón. Por eso toleró una celebración al dios Ra —por supersticiosa que sea— solo para

mantener contentos a los ciudadanos y así mitigar el riesgo de una rebelión.

BETA: Es posible que este tipo de argumentos hayan pasado por la cabeza del rey, pero él y yo

hemos tenido extensas conversaciones sobre el tema y hemos estado de acuerdo en que una

importante tarea de la Biblioteca es la de hacer llegar los avances científicos al gran público. No

creo que una danza de idiotas entregados a invocar al dios Ra logre avanzar esa noble agenda. ¡Y

para colmo de males soy yo quien figura como organizador! Ya se puede imaginar las risotadas

de mis enemigos académicos.

ARQUÍMEDES: Ay, mi querido Eratóstenes, yo se lo advertí cuando Evergetes le hizo la oferta

de trabajo. Usted sabía que el rey era energúmeno y errático, pero usted sucumbió a la tentación

de los privilegios derivados de la cercanía con el poder y de gozar de la más extensa fuente de

conocimiento del mundo helénico. ¡He aquí el precio de tan envidiable posición! Entonces el rey

le impuso la incómoda tarea de divertir al público, mientras usted se ocupaba de elaborar el mapa

más preciso y exhaustivo del mundo. Aunque, gracias a ese suceso inoportuno, usted tuvo un

golpe de lucidez que le mostró la solución al problema del verdadero tamaño de la Tierra.

Cuénteme cómo funciona el método.

BETA: ¡Es tan sencillo que le causará risa! Para comenzar supongamos que la Tierra es plana.

Ahora imaginemos dos estacas clavadas en la Tierra. Como el ángulo de incidencia de los rayos

del Sol es igual en todos los lugares de la Tierra plana, los rayos del Sol van a proyectar sombras

de igual tamaño para las dos estacas. Empero, sabemos que la Tierra no es plana sino que es una

gran esfera. Entonces, ¿cómo cree usted que sean las sombras proyectadas por dos estacas en

diferentes lugares de esa Tierra esférica? Una ilustración pone en evidencia el efecto de la

curvatura de la Tierra mejor que un largo discurso. El ángulo entre la estaca y los rayos de luz es

distinto para las dos estacas y por lo tanto la sombra proyectada también será distinta.



26

Figura 2-3. Sombras en Tierra plana y esférica

Esta mañana mientras observaba la sombra proyectada por el obelisco me di cuenta de que el

ángulo entre el obelisco y los rayos de Sol es el mismo que hay entre las dos ciudades

(Alejandría y Siena), visto desde el centro de la Tierra. El resto usted ya lo puede deducir:

conociendo el ángulo de una “tajada” podemos calcular el número de tajadas en el pan y

sabemos que el perímetro del pan sería la longitud del lado externo de cada tajada multiplicada

por el número de tajadas. ¡Estamos hablando de 250 000 estadios! ¿Se da cuenta usted de lo que

esto significa?

ARQUÍMEDES: Para el rey significa que por fin sabe cuán extenso es su imperio. Para la

humanidad significa que ya puede comenzar a dilucidar cuán grande es su universo. Lo felicito,

Eratóstenes. Ha realizado usted una medición muy bonita y limpia que con seguridad será

admirada por las generaciones futuras de exploradores. Supongo que tiene planeado realizar

mediciones más precisas de la distancia Alejandría-Siena, ¿verdad? Ese dato es la mayor fuente

de error en su medición. El rey estará muy complacido de su trabajo y seguramente responderá

con agrado a cualquier exigencia que le presente y que conduzca a refinar las mediciones.



27

Sugiero que le pida al rey un pequeño equipo de soldados de temple espartano con los cuales

podemos determinar la distancia Alejandría-Siena con gran precisión. Un equipo de 10

disciplinados bematistes (una persona entrenada para caminar con pasos iguales) destinados a la

agrimensura puede caminar de Alejandría a Siena en 15 días con paso firme y sistemático y

tomar nota del número de pasos que recorran a diario. El costo de la misión sería una

pequeñísima fracción de lo que cuesta el transporte de un obelisco de las canteras de Siena al

delta del Nilo. Tenemos que asegurarnos de que el resultado de la medición sea lo más preciso

posible y le sugiero que no vaya a ir por ahí pregonando el resultado antes de que estemos

seguros que los datos son confiables. Espero que se dé cuenta de las implicaciones de su

medición.

BETA: Estoy de acuerdo, Arquímedes, y de nuevo le agradezco por compartir con nosotros su

visión diáfana y honesta. Me queda muy claro que el rey necesita un mapa preciso para hacer

más justo el recaudo de impuestos y más efectivas sus estrategias de defensa.

ARQUÍMEDES: Sí, ese aspecto es obvio, pero no me refiero a los dineros del estado o a asuntos

militares. Estoy pensando en algo más fundamental y de mayor preocupación para el rey: la

estabilidad de su gobierno.

BETA: No veo qué tiene que ver el tamaño de la Tierra con la estabilidad del gobierno. ¿Me

podría aclarar por favor?

ARQUÍMEDES: Con gusto. El tema nos trae una vez más a las ideas que el viejo Aristarco está

propagando. Por la información que registran nuestros sentidos cuando estamos en sano juicio y

tal como lo comprobó de manera impecable la lógica del maestro Aristóteles sabemos muy bien

que la Tierra es inmóvil y que reposa en el centro del universo. Sin embargo, el loquito de

Aristarco de Samos propuso que es el Sol, no la Tierra, el que está en el centro del universo y

que la Tierra se mueve en torno al Sol en una órbita circular.

BETA: ¡Qué idea tan ridícula! Todos los cuerpos con masa se dirigen de manera natural a su

sitio de reposo que es el centro de la Tierra. ¿Qué pasa si lanzamos una piedra al aire? Cae al



28

piso y ahí queda en reposo, ¿no es cierto? La Tierra es el conglomerado de millones y millones

de piedras que cayeron al piso —es decir hacia el centro del universo— y quedaron en reposo

formando nuestro planeta. ¿Es que acaso alguien ha observado a nuestro planeta moverse? De

nuevo, ¿qué tiene eso que ver con los riesgos de inestabilidad social?

ARQUÍMEDES: Querido amigo, la tesis de Aristarco, que llamaré “modelo heliocéntrico” —de

la palabra helio, que significa Sol en griego— no es producto de un capricho. Al contrario, está

soportada por sanos razonamientos lógicos. No nos apresuremos a descartar el modelo

heliocéntrico. Aristarco no es un chiflado; él ha sido nuestro maestro, nos ha enseñado geometría

y astronomía y fue quien desarrolló la trigonometría. Decir que el Sol es el centro del universo

no es una idea totalmente descabellada. La lógica de Aristarco es que el Sol es mucho más

grande que la Tierra y por lo tanto tiene más masa, característica que lo hace merecedor del sito

central del universo en mayor medida que la Tierra. Piense bien, el argumento que Aristóteles

nos ofrece para sustentar el postulado de que la Tierra está en el centro también es válido para

argumentar que el Sol está en el centro: los cuerpos con masa son guiados por su propia

naturaleza hacia el centro del universo; el Sol es el cuerpo de mayor masa y por lo tanto buscará

el centro con mayor eficacia. Sobre si la Tierra se mueve: no saltemos a conclusiones de carácter

absoluto con base en observaciones limitadas por nuestra pequeña escala humana. ¿No será

posible que la Tierra con su movimiento arrastre consigo el aire y todo lo que sobre ella se posa

de tal forma que nosotros no experimentamos el movimiento porque todo lo que nos rodea

también participa del mismo movimiento? Entonces, como usted puede apreciar, es posible

elaborar argumentos lógicos a favor del modelo heliocéntrico. El problema que tenemos entre

manos es que la noción de una Tierra estática en el centro del universo tiene el peso de 300 años

de estudios originados por el gran matemático Pitágoras y luego perfeccionados por Aristóteles,

quien proporcionó elegantes argumentos lógicos que ahora conforman las bases filosóficas del

mundo helénico. Todo el mundo acepta que la Tierra es el centro del universo no solo por los

argumentos filosóficos sino también por las enseñanzas religiosas que tienden a engrandecer el

planeta donde vivimos, a adjudicarle privilegios especiales y a dotarlo de esa centralidad cósmica

que nos hace supuestamente especiales en comparación con otros cuerpos celestes. Por esas

razones el modelo de Aristarco ha causado un marcado malestar entre los estudiosos del universo

y una reacción violenta por parte del público. De todas partes del mundo nos llegan quejas en



29

contra de las ideas impías de Aristarco y el público clama con ardor para que el gobierno

rectifique esos escandalosos errores. El tamaño estimado de la Tierra informado por Aristóteles

era de 400 000 estadios mientras que mi propio cálculo era de 300 000 estadios. Ahora usted, un

empleado del gobierno, reveló el verdadero tamaño de la Tierra y ha mostrado que es mucho más

pequeña de lo que se estimaba. Este hecho refuerza la tesis de Aristarco que le adjudica al Sol un

tamaño mucho mayor relativo a la Tierra. No creo que el rey esté propiamente impaciente por

promulgar sus resultados. En medio del caldeado ambiente político del momento, es posible que

esas revelaciones se conviertan en la mecha que dispare una rebelión sin precedentes. He aquí la

relación entre el tamaño de la Tierra y la estabilidad social. ¿Queda claro?

BETA: Me preocupa lo que acaba de decir. ¿Qué resultado le vamos a reportar al rey?

Arquímedes, tengo que pasarle un informe al rey antes que se acabe el día, necesito su ayuda

para presentar mis resultados de una manera que no desate la ira del rey.

ARQUÍMEDES: Descríbame, por favor, con el mayor detalle posible, cuáles son las fuentes de

error de su medición y al mismo tiempo trate de calificarlas de acuerdo a su severidad. Ese

conocimiento nos ayudará a estimar una cota superior y una cota inferior dentro de las cuales se

encontrará el valor verdadero del tamaño de la Tierra.

BETA: Sin duda la mayor fuente de incertidumbre se encuentra en la distancia Alejandría-Siena,

que en mi mapa del Nilo yo estimé en 5 000 estadios, pero por las notas de misiones de

bematistes posteriores a la elaboración de mi mapa me di cuenta de que es necesario hacer

ciertos ajustes. De hecho, todo indica que yo subestimé la distancia, lo cual es buena noticia

porque el valor ajustado de la medición nos aumenta la circunferencia de la Tierra. Entre los

valores posibles, queremos reportar el más alto que sea consistente con la medición y los errores,

¿verdad? Otro factor que contribuye al error de la medición, pero seguramente en menor cuantía,

es que Siena no está localizada directamente al sur de Alejandría — uno de los requisitos para

que el método funcione. No creo que los errores en la medición de la sombra afecten los

resultados de manera significativa. Con el intenso brillo de la luz de medio día el borde de la

sombra se puede distinguir con gran precisión.



30

ARQUÍMEDES: Entonces, ¿cuál sería su resultado después de hacer las correcciones pertinentes

derivadas de la distancia Alejandría-Siena?

BETA: La circunferencia de la Tierra sería de 252 000 estadios.

ARQUÍMEDES: La diferencia no es gran cosa. Todavía estamos lejos de los 400 000 estadios

que nos dio Aristóteles. Ahora tengo una pregunta más importante aún: la unidad de medida del

“estadio” tiene como referencia el estadio de Olimpia, ¿verdad? Como existen tantas versiones

del estadio en uso, supongo que en el reporte vamos a dejar muy claro cuál es la referencia.

BETA: En los reportes de viajeros que llegan a diario a mi oficina aparecen distancias medidas

en “estadios”, pero sabemos que cada región, o inclusive cada ciudad, usa un patrón diferente.

Además del estadio olímpico, existe el estadio de Crotón, el de Siracusa, el de Rodas, el de

Mileto y el de Segesta. Los comerciantes usan un estadio diferente al estadio usado por los

académicos y el estadio de los militares no es el mismo estadio de los astrónomos. Es muy

común entre nosotros usar el estadio griego, pero nuestros vecinos al oriente usan el estadio

pérsico y los del norte usan el estadio siciliano. De manera que acusarnos de que estamos

encogiendo la Tierra porque Aristóteles dice que era de 400 000 estadios y yo digo que es de

252 000 estadios no me preocupa mucho porque los 400 000 estadios de Aristóteles se refieren a

un estadio patrón que bien podría ser mucho más pequeño que el estadio griego. La falta de

uniformidad de las unidades de medida ha sido un gran dolor de cabeza para nosotros los

geógrafos — y créame cuando le digo que en mi papel de director de la biblioteca alejandrina he

luchado sin mesura por estandarizar los patrones de medida… pero adivine: ¿Sabe cuál fue la

reacción del rey? Impartió órdenes de frenar la actividad de estandarización y delineó con gran

claridad las reglas para elaborar mapas, insistiendo de manera explícita que no se incluya el

patrón de referencia para las distancias. Por eso en mis mapas yo siempre indico las distancias en

“estadios”, sin decir cuál estadio en particular. Como se puede dar cuenta, el rey está explotando

la falta de uniformidad de los patrones de medición de distancia para esconder el valor real de las

escalas de sus mapas estratégicos. Es más, la práctica se ha convertido en una táctica militar para

codificar la información. A veces ni siquiera yo conozco el patrón de mis propios mapas ya que

el gobierno se encarga de convertir los datos de los agrimensores en “estadios” con base en un



31

patrón secreto para el estadio. Solo los militares tienen acceso a una tabla que contiene el patrón

de medida para cada mapa. Sobra decir que esta práctica me ha resultado bastante inconveniente

y me ha erigido obstáculos indescriptibles en mi proyecto del tratado de geografía.

ARQUÍMEDES: Muy bien —¡el rey nos salvó!— pues el estado de confusión en torno a la

especificidad del estadio también la vamos a explotar nosotros para proteger al rey en contra de

una interpretación favorable al modelo heliocéntrico, la cual tendría un costo político demasiado

alto. En el reporte al rey vamos a usar el valor numérico más alto —252 000 estadios—, pero eso

sí consistente con la medición y con el mejor conocimiento que tenemos de los posibles errores

de la misma. A continuación vamos a explicarle al rey que como la medición se reporta en

“estadios” sin decir de manera específica cuál estadio estamos usando, entonces el público y los

académicos no van a poder saltar a conclusiones directas sobre si estamos favoreciendo el

modelo heliocéntrico o no. Así mismo debemos aclararle al rey que, por la misma razón —si

usamos uno de los más pequeños patrones de la antigua Grecia— la Tierra aristotélica de 400

000 estadios de circunferencia bien podría ser más pequeña que la Tierra con la que usted se

encontró hoy al mediodía. Los historiadores que en el futuro se van a encontrar con su reporte

también van a estar muy contentos: ¡Les estamos generando empleo! Ya me los puedo imaginar

produciendo centenares de artículos académicos sobre la interpretación del “estadio” en el

experimento de Eratóstenes y ¡agarrándose entre ellos del pelo porque no se pueden poner de

acuerdo! (carcajadas…)

BETA: ¡Maravilloso, mi señor Arquímedes! Por eso lo mandé a llamar. Daré órdenes a mis

escribanos para que redacten el resumen final del experimento, el cual será leído al rey antes de

su cena. Mientras tanto nos quedan unos pocos minutos para hablar de las implicaciones de mi

experimento en la astronomía, y antes que lo olvide quisiera invitarlo a la nueva obra de teatro

que se presentará esta noche en nuestras propias instalaciones de la biblioteca.

ARQUÍMEDES: Es usted muy amable, mi querido Eratóstenes, pero lamento no poder aceptar la

invitación a teatro. Con mi edad y en el delicado estado de salud en que me encuentro, mis

cuidanderos no me dejan salir de la casa por la noche. Sin embargo, tengo mucho interés por

escuchar sus ideas astronómicas.



32

BETA: Vea usted, por más que queramos no nos vamos a poder zafar del viejo Aristarco de

Samos. No olvidemos que fue el muy sagaz Aristarco quien se ideó la manera de estimar la

distancia a la Luna observando el tiempo que ella demora en cruzar la sombra de la Tierra

durante un eclipse lunar. Y más adelante con base en un razonamiento geométrico de inigualable

pureza dedujo la distancia al Sol en relación con la distancia a la Luna. En resumen, Aristarco de

Samos nos entregó la llave para elaborar un mapa del universo. ¡Es fascinante contemplar la idea

de que los humanos —por insignificantes que seamos frente al portentoso cosmos— podamos

medir el universo! Según sus cálculos la distancia a la Luna es 30 veces el diámetro de la Tierra

y la distancia al Sol es 19 veces la distancia a la Luna. Lo único que faltaba para poder dar valor

numérico a esas importantes distancias era el tamaño de la Tierra, pero ahora con los resultados

de mi experimento ya tenemos un modelo completo del universo, incluyendo su tamaño: en el

centro del universo tenemos a la Tierra de forma esférica e inmóvil —a pesar de las ideas

extravagantes de Aristarco— de extensión igual a 252 000 estadios; en torno a la Tierra tenemos

al Sol y la Luna que rotan en órbitas circulares; los cinco cuerpos errantes conocidos en la

antigüedad (Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno), a los cuales nos referimos con el

vocablo griego planeta (vagabundo) también circulan en órbitas alrededor de la Tierra. La Luna

se encuentra a 2,4 millones de estadios de distancia y al Sol lo encontramos a una distancia de

45,7 millones de estadios. Las estrellas están fijas en una esfera también centrada en la Tierra y

de inmensidad incalculable. Como ve, mi querido Arquímedes, ¡el universo es muy grande! Más

grande de lo que habíamos imaginado.

ARQUÍMEDES: ¡Excelente trabajo, Eratóstenes! Me llegó la hora de regresar a casa, pero tenga

por seguro que en ocho días lo estaré visitando de nuevo para continuar esta conversación.

Conversaremos sobre una idea que se me ocurrió para probar empíricamente el modelo

heliocéntrico del universo. Ahora me despido.

BETA: Rápido, antes de que se vaya, tengo una curiosidad y prometo no contarle a nadie: ¿es

verdad que usted salió a correr desnudo por la calle y gritando Eureka cuando descubrió las leyes

que rigen a los cuerpos flotantes?



33

ARQUÍMEDES: ¡No!, por supuesto que no. La gente inventa cuentos y me acusa de excéntrico

simplemente porque digo lo que pienso.

Beta y su amigo se despidieron con gran cariño y con visible satisfacción por los logros de la

jornada. Beta se apresuró a la cita con el rey y le leyó el resultado de su día de trabajo. Sin

embargo, al final Beta no pudo saber con certeza cuál había sido la reacción del rey porque lo

sacaron de la sala a toda prisa para que asistiera a una cena con varios personajes importantes.

Con el peso de la intriga y sin poder saber qué pensaba hacer el rey con estos datos recientes

sobre la Tierra, Beta decidió asistir a la obra de teatro. Probablemente le ayudaría a olvidarse del

asunto por lo menos hasta el día siguiente, cuando tendrá la oportunidad de ver al rey por unos

minutos.

La obra de teatro de esa noche era una tragedia griega y la historia la de dos hermanos que,

obligados por un dios malvado, terminaron batallando el uno contra el otro. Uno de los dos mata

al otro y luego se suicida en medio de la desesperación. El dios había instigado el fratricidio

impulsado por la envidia que despertaba en él el hermano más hermoso y valiente. Para lograr su

cometido mandó a secuestrar a uno de ellos, con el fin de separarlos y provocar luego la guerra

donde los hermanos se enfrentaron y en la cual, de paso, también murieron 300 000 seres

humanos — solo por el capricho de un dios malvado. Ya avanzada la noche y de regreso a sus

habitaciones, Beta entró en reflexión y empezó a combinar los hechos del día con las escenas

violentas del teatro. Se esforzó por atenuar el impacto que le había producido la obra de teatro

recordándose a sí mismo que se trataba de una ficción. Empero, no podía menos que pensar

también en que la obra era un reflejo fiel del drama humano y en lo absurdas que son las guerras.

Con esto reafirmó su convicción de que era mejor abandonarse al estudio del universo que

enredarse en la problemática compleja del ser humano. Mientras trataba de dormirse no podía

dejar de pensar en la reacción del irascible rey: ¿Acaso el nuevo conocimiento sobre el mundo lo

impulsaría a iniciar una guerra? Al final de la noche y antes de entregarse al sueño sintió una

incómoda angustia que nunca antes había experimentado: ante el reciente asomo a las realidades

del universo, sintió por primera vez que estaba solo en esa inmensidad cósmica.



34

La contribución de Eratóstenes al conocimiento del universo no ha recibido —ni en los textos de

ciencia ni en los de historia— una atención acorde con su estatura. Excederse en superlativos no

bastaría para describir el significado de su obra: él nos mostró que el universo se puede estudiar

científicamente y que su inmensidad está al alcance del ser humano. Seguir de cerca los

acontecimientos que acompañaron al gran genio durante un día de su vida también nos sirve para

recordar que los avances de la ciencia no ocurren en un vacío, que hay ciertas complicaciones

que provienen del ambiente social y que pueden influenciar la manera como se presentan y se

interpretan los resultados científicos. Los escritos originales de Eratóstenes se perdieron pero

podemos conocer su trabajo gracias a los historiadores, geógrafos y astrónomos posteriores,

como Strabo, Plinio, Hiparco, Posidonio y Claudio Tolomeo. Eratóstenes, como sabemos, estaba

a cargo de la institución académica más prestigiosa de todo el mundo helénico de la época; la

biblioteca de Alejandría era financiada por las arcas del gobierno y por lo anterior es posible que

el científico hubiera sido presionado a presentar investigaciones consistentes con las políticas del

régimen. El presagio ficticio de Arquímedes que lo llevó a advertir sobre la confusión que

reinaría entre los historiadores que intentaran interpretar el experimento de Eratóstenes se

cumplió al pie de la letra. Los estudios académicos de los historiadores han esgrimido todo tipo

de argumentos para mostrar posibles conversiones del estadio al metro que van de145 metros a

185 metros. Hay quienes niegan que Eratóstenes realizara el experimento histórico midiendo la

sombra en Alejandría y afirman que él usó otro método geométrico basado en la observación a

distancia del famoso faro de Alejandría. No obstante las inevitables disputas históricas, lo que

vale la pena resaltar es que hace 2 200 años se midió el tamaño de la Tierra con una precisión

maravillosa y con un método que con gran facilidad puede ser reproducido hoy por estudiantes

de escuela primaria, tal como lo lograron mis estudiantes midiendo la sombra de un palo clavado

en el piso en coordinación con otro grupo similar de estudiantes que hacían la misma medición

simultáneamente en otra ciudad hacia el sur.

Eratóstenes era el filósofo empirista arquetípico quien, siguiendo la tradición aristotélica, admitía

la existencia de un mundo externo y objetivo al cual es posible aproximarse mediante la

observación. Si se tiene en cuenta la marcada tendencia a la superstición y la influencia que

ejercían los sofistas en la época presocrática, para quienes la validez del conocimiento era

relativa al grupo, se verá con claridad que la filosofía de Aristóteles fue necesaria para cimentar



35

las bases que a su vez harían posible la aproximación científica al cosmos. Por irónico que

parezca, una rebelión contra la filosofía de Aristóteles detonó la revolución científica del Siglo

XVI. Los sabios Arquímedes y Eratóstenes personificaron el ideal aristotélico que exaltaba el

conocimiento de la verdad objetiva de la naturaleza, pero no fueron los únicos. De Aristóteles a

Aristarco y de Pitágoras a Hiparco se lograron avances significativos en la astronomía y de estos

avances emergió la noción de que el universo es como una gran máquina que exhibe

movimientos regulares y predecibles. En esa época, estudiar los cielos no se consideraba un mero

capricho de los académicos; muy por el contrario, se acudía a la astronomía en busca de

aplicaciones prácticas — por ejemplo en la agricultura para marcar con precisión las estaciones

y en las tareas del estado para elaborar mapas y calendarios.

Aunque la cosmología moderna surgió de los avances progresivos en el lento camino de la

historia, en ese discurrir nos encontramos con tres pasos gigantes que bien podríamos describir

como revolucionarios y que están asociados a tres imponentes hombres de ciencia: Eratóstenes,

Galileo y Hubble. Y si el lector se está preguntando por qué la lista de los arquitectos de la

cosmología no está encabezada por Aristóteles, Copérnico y Einstein, la justificación debatible

es que mientras que estos tres fueron teóricos y las teorías son pasajeras, Eratóstenes, Galileo y

Hubble contribuyeron con datos empíricos fundamentales e imperecederos. Eratóstenes abrió la

primera ventana al universo, nos amplió el horizonte cósmico y nos reveló el verdadero tamaño

de nuestro planeta y de nuestra vecindad inmediata. La humanidad tuvo que esperar 1 800 años

para que se abriera la segunda ventana. Esta se abrió en el momento en que un profesor de

matemáticas se subió al techo de su casa en Padua, en el norte de Italia, con un novedoso

embeleco de feria que constaba de un tubo y dos lentes agarrados en los extremos. Los hábiles

comerciantes que ofrecían en los mercados y ferias de Europa el artilugio inventado en la región

de Flandes por un tal Hans Lipperhey, pronto lo convirtieron en juguete para que los curiosos se

deleitaran viendo objetos lejanos como si estuvieran al alcance de la mano. Galileo Galilei, el

profesor italiano, reconoció el inmenso potencial de ese instrumento que permitía ver de cerca

los objetos astronómicos. En una noche de noviembre en 1609 dirigió hacia el firmamento uno

de esos tubos con lentes y se acercó así a los dioses de los griegos revelando por primera vez en

la historia de la humanidad las arrugas e imperfecciones de sus rostros. Los astros perfectos,

insobornables y lejanos de los filósofos griegos se convirtieron de repente en objetos estelares



36

amigables que además exhibían defectos similares a los encontrados en nuestro propio planeta.

Con su intrépido espionaje de lo lejano, Galileo derrumbó el muro ficticio que separaba el

mundo terrenal del celeste. Las observaciones de Galileo cambiaron el rumbo de la historia y

sembraron la posibilidad de una aproximación empírica al cosmos.

Galileo se enteró del telescopio cuando visitaba a su amigo Paolo Sarpi en Venecia, en mayo de

1609. Allí Sarpi le informó sobre este fabuloso aparato. Picado por la idea, Galileo se fue a su

estudio y en un mes pudo desarrollar su propio telescopio, el cual presentó a la corte en Venecia,

donde exaltó la aplicación potencial para defender los puertos y por la cual recibió una

remuneración importante. El maestro italiano no solo fue capaz de reproducir la invención sino

también de razonar las fórmulas correctas de amplificación óptica y diseñar telescopios más

potentes. En otra ocasión visitó a su amigo Cosimo de Medici, el gran duque de Florencia, para

mostrarle el prodigioso instrumento y los dos se divirtieron mirando las irregularidades en la

superficie de la Luna. La compilación de sus revolucionarias observaciones astronómicas quedó

registrada en su libro Sidereus Nuncius (el mensajero estelar), publicado en marzo de 1610. En la

obra Galileo deja que los datos hablen por sí solos y advierte que “…por fin nos liberamos de

largos debates…”. La observación más importante en el “mensajero” es que en torno al planeta

Júpiter danzan cuatro satélites en órbita. Aquí Galileo daba su primera puntada contra el

geocentrismo pues indicaba que es posible que los objetos astronómicos participen de

movimientos circulares en torno a un planeta que no es el centro del universo. En otras palabras,

si otros planetas tienen lunas y esas lunas circundan al planeta entonces la Tierra podría ser otro

planeta más y no el punto céntrico del universo. En el “mensajero” Galileo provee detalles de su

observación de la galaxia e indica que la banda blanquecina que se ve en el cielo es la residencia

de miles de estrellas separadas. La noticia del descubrimiento de cuatro lunas en Júpiter se

convirtió al instante en sensación y despertó un interés descomunal. Las 500 copias de la edición

se vendieron enseguida.

La tercera ventana al universo la abrió un personaje curioso: sus primeros 34 años de vida fueron

anodinos y no llevarían a sospechar que sería él quien expandiera el universo y quien pusiera a

flotar nuestro inerme sistema solar en el brazo de una galaxia perdida en la inmensidad del

espacio. El astrónomo norteamericano Edwin Powell Hubble logró esa hazaña gracias a que —



37

así como le ocurrió a Galileo— tuvo a su disposición un instrumento que le permitió escudriñar

las impensables profundidades del espacio. Para apreciar el verdadero significado de la

contribución de Edwin Hubble a la cosmología moderna vamos a acompañarlo durante un día de

su vida3.

El miércoles 17 de octubre de 1928, Hubble se levantó muy temprano; era el último día

programado de la campaña de observación en el observatorio de Monte Wilson. Hubble había

pasado las cinco noches anteriores en sesiones largas e intensas frente al telescopio más potente

del mundo y por lo tanto tenía muchas placas fotográficas por analizar. La rotación de turnos con

los otros astrónomos y los viajes que Hubble tenía planeados para las semanas siguientes

indicaban que antes de dos meses no tendría oportunidad de volver al observatorio. Mientras le

servían el desayuno en el comedor del Monasterio —que era como se llamaban las residencias

del observatorio— Hubble aprovechó para ordenar en su cabeza la gran cantidad de tareas que

quería completar durante el día y para ver cómo las combinaría con ciertos compromisos

inoportunos que el director del observatorio insistía en programarle. Esperaban para antes del

mediodía la llegada de una comitiva de prensa que quería entrevistarlo como parte de la escritura

de un gran artículo sobre la anunciada visita de Einstein a Pasadena. Empero, él consideraba más

importante reunirse con Milton para examinar los espectros tomados durante esa semana de

observaciones. Salió presuroso del Monasterio para acudir a la cita que tenía con Milton en el

laboratorio de fotografía del observatorio. Apenas iniciaba la corta caminata hacia el edificio

principal del observatorio cuando se detuvo unos minutos a contemplar el paisaje imponente que

ofrecían las montañas de San Gabriel, las cuales parecían levantarse con el ímpetu de bestias del

jurásico. El monte Wilson, bautizado en honor a un presidente y donde se encuentra el

observatorio, podría parecer a primera vista alejado de la civilización, pero a tan solo 15

kilómetros hacia el sur se encuentra Pasadena, hoy en día un pequeño barrio de Los Ángeles

(California). Hubble caminaba hacia el laboratorio —al fondo el boscoso paisaje— y

aprovechaba esos minutos para reflexionar sobre la buena fortuna que significaba tener acceso al

telescopio más potente del mundo en el tiempo justo y preciso en el que él estaba dedicado a

estudiar el comportamiento de las galaxias más lejanas. El telescopio de Monte Wilson fue

construido gracias a la visión del científico George Ellery Hale y a las generosas donaciones del

magnate Andrew Carnegie. El comienzo de la cosmología moderna se forjó durante los años



38

1930-1950 — más que todo en torno a dos centros de investigación: la Universidad de

Cambridge en Inglaterra y el observatorio de Monte Wilson en Estados Unidos. Mientras que la

prestigiosa universidad de 800 años fue el alma máter de ilustres teóricos que hicieron aportes

sustanciales al debate cosmológico, el más nuevo observatorio de Monte Wilson atrajo a un

pequeño grupo de astrónomos de alto calibre cuyas observaciones aportaron los datos iniciales

que sustentan la cosmología moderna — y fue Hubble con sus descubrimientos revolucionarios

quien catapultó el nombre de Monte Wilson a las grandes ligas entre los centros de ciencia en el

mundo.

El buen ánimo con el que Hubble había empezado el día perdió brillo de repente cuando, justo

antes de entrar al edificio principal del observatorio, se encontró de frente con su acérrimo

enemigo y rival, el astrónomo Harlow Shapley, director del Observatorio de Harvard, quien se

encontraba de paso por Pasadena. Hubble y Shapley llevaban ya 10 años enfrascados en una

intensa pelea que se inició el primer día de trabajo de Hubble en Monte Wilson. Difícil saber

quién odiaba más a quién, si Shapley a Hubble o al revés; lo cierto del caso es que estos dos

personajes no podían estar juntos en el mismo lugar porque ningún lugar podía acomodar dos

egos de semejante tamaño. Cuando notó la desagradable realidad de que se acababa de encontrar

de frente con el diablo en persona, Hubble desvió instintivamente la mirada hacia el piso,

continuó presuroso hacia el laboratorio de fotografía e ignoró por completo a Shapley. Tras ver a

Shapley, Hubble reaccionó apretando el paso hacia el laboratorio — no solo por evadir al odioso

contrincante, sino también porque recordó que, de no apresurarse en su análisis, otros

astrónomos —incluido Shapley— le tomarían ventaja en su búsqueda de los secretos más

valiosos del universo. Cuando Hubble entró visiblemente agitado al laboratorio, Milton pensó

que Hubble se encontraba indispuesto y se preocupó. Empero, pronto entendió el por qué del

grado de alteración de su amigo y colega. Cuando Milton Lasalle Humason, empezó a trabajar en

el observatorio, su función era arrear mulas y además estaba encargado de la limpieza de los

baños y laboratorios. Sin embargo, aprendió con envidiable destreza a manejar el telescopio y a

procesar placas fotográficas, y pronto se convirtió en la mano derecha de Hubble. Esa mañana

Milton le tenía a su colega una grata sorpresa: la fotografía que habían intentado tomar durante

toda la semana había sido un gran éxito. Cuando Milton puso sobre la mesa la fotografía y la

imagen del espectro, un silencio preñado de presagios cósmicos invadió el ambiente, mientras



39

que la penetrante mirada de Hubble se congelaba frente a la imagen de la galaxia más lejana

jamás vista por un ser humano. Un visitante curioso y no iniciado en el arte de la astrofotografía

podría haber pensado que aquellas imágenes inocentes no eran más que una mota difusa en un

fondo salpicado de puntitos. Sin embargo, Hubble veía en ese ejemplar del arte abstracto la

manifestación más clara de que sus ideas sobre el universo sí eran correctas: ¡el universo se

expande!

Hubble y Milton dedicaron las horas de la mañana a revisar una y otra vez el cuaderno de

bitácora donde habían consignado en detalle los pormenores de la campaña de observación que

había hecho posible la existencia de la poderosa imagen. Revisaron también con sumo cuidado la

calibración de la placa fotográfica y planearon los pasos a seguir. Conscientes de la importancia

del descubrimiento, los dos astrónomos pactaron proteger sus datos detrás de un sigilo hermético

mientras no tuvieran la oportunidad de hacer una segunda observación que confirmara sin lugar a

dudas que, en efecto, la galaxia observada sí se está alejando hacia la profundidad del espacio a

la espeluznante velocidad de 1 000 kilómetros por segundo.

La hora de la entrevista llegó antes de lo esperado. Los reporteros asediaron a Hubble como si

acabaran de encontrarse un extraterrestre. Estaba cansado de la prensa y, aunque no le molestaba

quedar en vitrina, le disgustaba sobremanera la información manipulada de la cual a menudo se

sentía víctima. Había prometido no volver a conceder entrevistas cuando en una ocasión el editor

de un periódico local había cometido la idiotez de presentarlo como “el astrólogo Edwin

Hubble”. En esta ocasión, sin embargo, no había logrado evadir a los periodistas que empezaron

a saltar como niños traviesos tan pronto escucharon el nombre de Einstein. Por sugerencia de “el

loquito” se le había extendido una invitación al famoso físico alemán para que hiciera una

pasantía de dos meses en el Instituto Tecnológico de California (Caltech), en Pasadena. “El

loquito” era el apodo amigable que Hubble tenía para su amigo Fritz Zwicky, un excéntrico

físico suizo que había sido compañero de Einstein en la universidad en Zúrich y que desde su

cátedra de Caltech investigaba teorías cosmológicas. Aún no se conocían ni la fecha exacta ni los

detalles de la visita del científico a Pasadena, pero como Einstein era un personaje fascinante y

mágico que había encendido la imaginación y el interés del público, la prensa andaba alborotada

y se empeñaba en llenar páginas sobre este extraordinario evento. Se suponía que la entrevista



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versara sobre Einstein y sus teorías, pero la verdad era que Hubble no estaba preparado para

explicarle al público la teoría de la relatividad ni las afirmaciones de Einstein sobre el espacio, el

tiempo y el universo. Hubble no había estudiado la teoría de la relatividad. Por esos años los

astrónomos no le prestaron mayor atención a esa teoría, que era percibida como un complejo

ejercicio matemático, más cercano a la especulación que a las estrellas. La teoría de la relatividad

de Einstein, que llegó al mundo en dos episodios —la relatividad especial en 1905 y la

relatividad general en 1915— era muy reciente, no se enseñaba ni en la carrera de física ni en la

de astronomía y sus intricados conceptos de espacio-tiempo eran entendidos apenas por un

puñado de investigadores. Tan pronto comenzó la entrevista, Hubble desvió con habilidad el

tema hacia su campo y deleitó a los periodistas con un salpicón de temas que los mantuvo en

estado de mansedumbre los 40 minutos que duró el encuentro. Les habló de espectros, de

millones de años luz y de nebulosas espirales. También mencionó estrellas variables,

desplazamientos hacia el rojo y cúmulos globulares. Esmerándose en no revelar los secretos que

le había robado al cosmos con sus recientes observaciones, les describió su trabajo de

observación de las galaxias más lejanas en el universo y les explicó que esas galaxias se mueven

y se alejan de nosotros a grandísimas velocidades. Hubble había arreglado para que Milton lo

mandara a llamar para algo “urgente”, llamado que se presentó con total puntualidad. Se despidió

de la comitiva y regresó al laboratorio a terminar su trabajo con Milton.

La hora del almuerzo estaba cerca pero él había ido perdiendo el apetito a medida que recordaba

que podría encontrarse con Shapley en el comedor del Monasterio. Además, pronto estaría de

regreso a su casa y en todo caso se encontraba muy ocupado empacando el material que

necesitaría para los viajes que tenía planeados. Mientras que en sigilo Hubble y Milton

planeaban la estrategia para anunciar al mundo su espectacular hallazgo, en un edificio a pocos

metros del laboratorio se escuchaban los lamentos y las observaciones cáusticas del enojado

Shapley. Este se encontraba en el comedor del Monasterio, donde escuchaba un informe sobre

las declaraciones concedidas por Hubble a la prensa minutos atrás. Un astrónomo fiel a Shapley,

quien había estado presente durante la entrevista, se había apresurado a buscar a Shapley para

contarle todo lo que había escuchado. Shapley había trabajado durante seis años como astrónomo

en Monte Wilson de donde pasó a ocupar el cargo de director del observatorio de Harvard. En

Monte Wilson Shapley estudió los cúmulos de estrellas —agrupaciones de millones de



41

estrellas— y desarrolló técnicas para medir sus distancias. Ese trabajo dio origen a un modelo de

nuestra galaxia que, excepto por unos ajustes al tamaño, sigue siendo válido. Gran parte del

trabajo de Hubble fue posible gracias a los adelantos logrados por Shapley, pero Hubble no era

dado a alabar ni a dar crédito a otros astrónomos — ¡menos aun a la competencia! Según el

relato del astrónomo anónimo, cuando Hubble presentó su trabajo de medición de distancias a las

galaxias y de las velocidades con las que estas se alejan de nosotros, nunca le dio crédito al

método de Shapley para determinar las distancias ni a las mediciones de velocidades realizadas

años atrás por el astrónomo Vesto Splipher. ¡Razones tenía Shapley para estar furioso! Los

astrónomos que lo acompañaban en el comedor del Monasterio escuchaban atónitos las quejas y

los gruñidos de alto decibel que brotaban sin freno de este personaje. Entre chispas y brotes de

animadversión apasionada, se oyó decir que Hubble era un aprovechado que se apropiaba de los

resultados de sus colegas para su propia vanagloria; que el trabajo de Hubble no tenía mérito

alguno porque lo único que había hecho era repetir las mediciones de velocidades de Slipher y de

distancias de Shapley; que nada serio en astronomía podría salir de un abogado asistido por un

arreador de mulas, ¡además ¿no era ridículo ese acentito de Oxford?! Al final de la improvisada

arenga, Shapley pronunció su más severa sentencia en contra del astrónomo y patricio de Monte

Wilson: ¡La Vía Láctea me pertenece —dijo Shapley— yo fui quien descubrió la verdadera

estructura de la galaxia y no voy a dejar que un astrónomo mediocre como Hubble me la robe!

Esta intricada telenovela ha dado origen a una proliferación de términos astronómicos

especializados y cabe entonces que hagamos un paréntesis para ofrecer algunas aclaraciones y

así asegurarnos de que el lector pueda sacarle jugo al relato. Si leyéramos un periódico de

Pasadena de diciembre de 1930, que fue cuando Einstein finalmente llegó a California, nos

daríamos cuenta de que palabras como “espectro”, “año-luz”, “nebulosa” y “desplazamiento

rojo” habían ingresado al vocabulario del ciudadano común. Es preciso entonces hacer un breve

repaso de los conocimientos de astronomía que en esa época tenía cualquier vecino de Pasadena.

Esta tarea nos obliga a recordar que el maestro Galileo fue el primero en observar las estrellas

que forman la Vía Láctea, esa banda blanquecina y lechosa que atraviesa el firmamento y que los

seres humanos han reconocido desde el momento en que aparecieron en el planeta. El término

“galaxia” con el que los griegos se referían al cinturón nebuloso que atraviesa el cielo nocturno,

deriva del griego galakt o “lácteo” en referencia a su apariencia lechosa. Una traducción literal



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de la palabra galaxia sería “camino lechoso” — demasiado coloquial para aparecer en un texto

serio de astronomía. La traducción académica es Vía Láctea (por antonomasia nuestra galaxia)

que, pensándolo bien, suena tan distendido que “camino lechoso”. En todo caso, Galileo indicó

que esa banda lechosa estaba conformada por una innumerable colección de estrellas separadas.

Ahora bien, los europeos no fueron los únicos que elaboraron el concepto de Vía Láctea.

Estudios en etnoastronomía han demostrado que muchas culturas incorporaron la Vía Láctea a su

cosmovisión. La cultura aborigen Siriano de la selva amazónica colombiana, por ejemplo, le

otorga a la Vía Láctea (que en su propia lengua aborigen llaman umuri verada) un papel central

en la explicación del universo y del origen de este. Umuri verada es un chorro celeste de

almidón, manifestación del camino que conecta el mundo del cielo con el de los humanos. El

dios creador Tu‟bu nos comunicó el acto de la creación a través de ese cordón umbilical que

nosotros los modernos llamamos Vía Láctea.

¿Cómo era el universo cuando Hubble comenzó su carrera de astrónomo? George Hale le ofreció

un puesto de astrónomo a Hubble en Monte Wilson en 1916, pero justo cuando él tenía previsto

comenzar su nuevo trabajo, Estados Unidos le declaró la guerra a Alemania (abril 6, 1917) y

Hubble, sintiéndose halado por los anzuelos del patriotismo, se enlistó en el servicio militar. Fue

enviado a ejecutar tareas poco importantes en el norte de Francia, de donde regresaría jactándose

de las valientes hazañas que había ejecutado en defensa de su país. El 3 de septiembre de 1919 se

presentó a su primer día de trabajo como astrónomo y ¿a quién encontró?: a un compatriota

también de Missouri, con acento sureño pero acompañado por la fama y el prestigio de haber

descubierto la estructura de la Vía Láctea. Harlow Shapley ya llevaba cinco años trabajando en

Monte Wilson y sus observaciones astronómicas fueron fundamentales para poder dar el paso

siguiente en la construcción de la cosmología moderna. Shapley concebía un universo compuesto

por nuestra galaxia únicamente y en el cual el Sol no ocupaba el centro del universo sino que se

encontraba en la periferia a una distancia de 55 000 años-luz del centro. Los tímidos vestigios de

centralidad que quedaban en tiempos de Copérnico, quien había sacado a la Tierra del centro,

fueron removidos cuando Shapley desplazó el sistema solar entero a una zona de reducida

importancia y alejada del centro. Los datos modernos indican que el modelo de Shapley de la

Vía Láctea gozaba de errores y de aciertos al mismo tiempo. El modelo era correcto en cuanto al

hecho de que el Sol no está en el centro de la Vía Láctea. Por otro lado, el modelo de Shapley



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sobreestimó la distancia del Sol al centro de la galaxia en un factor de dos y —lo que es más

importante— decir que la Vía Láctea es la única galaxia en el universo fue un gran error. Fue

precisamente Hubble quien estableció la presencia de galaxias fuera de la Vía Láctea, pero

¿cómo hacen los astrónomos para estudiar galaxias lejanas?, ¿cómo miden las distancias? y

¿cómo saben que las galaxias se están moviendo? Para entender las respuestas a estas

importantes preguntas es necesario saber qué es la luz, porque la luz que emiten las estrellas es la

señal más eficiente que hay para estudiarlas.

La luz es energía, pero esa energía transporta una increíble cantidad de información. La historia

de la astronomía moderna ha sido la historia de cómo los astrónomos logran extraer la

información encerrada en la luz de las estrellas. Cuando una estrella lejana emite un rayo de luz y

por medio de un sensor en la Tierra recogemos esa luz y la analizamos, los astrónomos pueden

decir si la estrella se está moviendo, qué tan rápido se está moviendo, de qué está hecha, cuál es

su temperatura y qué tan lejos se encuentra. Toda esa información se puede adquirir con

admirable grado de precisión como si se tratara de una muestra de materia para el laboratorio de

química de la universidad. El acertijo sobre qué es la luz y cuál es su naturaleza mantuvo

ocupados a grandes genios por más de 300 años: de Newton a Einstein y de Maxwell a Plank se

vivió un debate científico de alto calibre que culminó en la teoría cuántica. El resultado en

cuanto a su comportamiento es que la luz es esquizofrénica — a veces se comporta como

corpúsculo pero otras veces como onda — todo depende de las circunstancias. La luz transporta

energía y la cantidad de energía que transporta determina su comportamiento. En general la luz

de alta energía se comporta como una partícula llamada fotón y que se mueve como si fuera un

paquetito de energía localizado y cuando choca con otra partícula (por ejemplo con un electrón)

rebota como lo hacen dos bolas de billar en colisión. En contraste, la luz de baja energía se

comporta como una onda y se propaga como una onda expansiva en la superficie del agua

cuando se lanza una piedra. Nótese que en el caso de las ondas la energía no está bien localizada

en un paquetito sino más bien dispersa por todo el espacio. Un rayo de luz puede transportar

varias energías, pero si se hace pasar la luz por un trozo de vidrio cortado en forma de prisma

podemos separarla en sus diferentes componentes de energía. Lo que resulta de este experimento

es que vemos que cada uno de los diversos componentes de energía tiene un color característico.

Un rayo de luz roja, por ejemplo porta menos energía que un rayo de luz azul. Existe un cuadro



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clásico que representa a Sir Isaac Newton, el físico inglés, haciendo un experimento con la luz —

experimento muy fácil de reproducir en casa— y que consiste en hacer pasar los rayos de luz

solar por un prisma y proyectar en una pantalla la luz separada en colores como un arco iris. De

hecho el arco iris se produce cuando la luz del Sol pasa por gotas de agua que actúan como

prismas. Doscientos años después, alrededor de 1870, el físico escocés James Clerk Maxwell

explicó la luz cuando sintetizó en una elegante y compacta teoría todo el conocimiento que se

tenía separadamente sobre la electricidad y sobre los fenómenos magnéticos. Maxwell habló de

“campos” eléctricos y magnéticos. Estos serían fuerzas escondidas que invaden el espacio y que

se manifiestan como fuerzas reales al momento de colocar una carga eléctrica o magnética en ese

espacio donde se presume que existe un “campo”. Todos nosotros hemos jugado con imanes y

nos maravillamos de su peculiar comportamiento cuando los acercamos: dependiendo del

alineamiento, dos imanes se atraen o se repelen con una fuerza que podemos sentir con nuestros

músculos. Maxwell explicó este experimento con imanes así: comenzamos con un imán que está

aislado y ubicado en el centro de la sala; el imán llena el espacio de la sala con un campo

magnético de cual nadie es consiente hasta el momento en que traemos el segundo imán y lo

acercamos al primero; el segundo imán siente la presencia de la fuerza subyacente en el campo

producido por el primer imán, lo cual revela la presencia de un campo magnético en el espacio.

Igual sucede con las cargas eléctricas y sus respectivos campos. Los textos de física modernos

presentan la teoría de Maxwell en cuatro hermosas ecuaciones que deberían exponerse en los

museos del mismo modo en que se exhibe un cuadro de Vincent van Gogh; las dos obras son

expresiones superlativas de la producción humana. El poder indescriptible de las ecuaciones, en

el caso de Maxwell, se manifestó en la predicción de las ondas electromagnéticas, es decir en

oscilaciones del campo eléctrico y magnético que se propagan en el espacio y que hoy son parte

integral de la vida moderna. Encienda la radio en su estación favorita, digamos 90.5

megahercios. En una fracción de segundo brotará del parlante en la forma más natural y

cotidiana el sonido del vallenato o la voz de locutor. Sin embargo, no nos damos cuenta de que

esta maravilla de la tecnología emana de las ecuaciones de Maxwell. Ahora viene lo más

interesante: Maxwell descubrió que la luz consiste de ondas electromagnéticas — iguales a las

ondas de la estación de radio pero con una frecuencia mayor de oscilación. Cuando hablamos de

la estación de radio que transmite a 90.5 megahercios, nos referimos a la frecuencia de las

oscilaciones del campo electromagnético: un hercio es una oscilación por segundo, es decir en un



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segundo la intensidad del campo varía de su máximo valor a su mínimo valor. Un megahercio es

un millón de oscilaciones por segundo, y ya que estamos hablando de hercios vale la pena anotar

que con este nombre estamos haciendo honor a Heinrich Hertz quien, pocos años después de la

muerte de Maxwell, demostró la realidad de las ondas electromagnéticas. Así pues que las ondas

de radio y las ondas de luz tienen la misma naturaleza y lo único que las diferencia es la

frecuencia. Hagamos un ejercicio mental consistente en ordenar por su frecuencia las ondas

electromagnéticas. Supongamos que existe un artilugio que acepta ondas electromagnéticas a su

entrada y que a la salida las pone en cajoncitos — separados y ordenados según la frecuencia. Lo

que resultaría de este ejercicio es lo que los físicos llaman un espectro. A cada cajoncito para

diferenciarlo se le pondría un rótulo que — en orden de frecuencia y comenzando por las más

bajas es así: ondas de radio, microondas, infrarrojo, ondas de luz que podemos percibir con

nuestros ojos y que en orden de frecuencia van del rojo al violeta, luego sigue el cajón de las

ondas ultra violeta, los rayos X, y por último los rayos gama. Recuerden que todas esas son

ondas electromagnéticas, solo que las estamos rotulando de acuerdo a su frecuencia. El lector

atento recordará que más arriba se mencionó que la luz transporta energía y que en orden de

colores la luz roja transporta menos energía que la luz violeta al otro lado del espectro. Esta

información sumada a lo que aprendimos de Maxwell sobre cómo el color de la luz está

determinado por la frecuencia de la onda, conduce a una simple conclusión: la frecuencia de la

luz aumenta en proporción a su energía. Para ser precisos debemos aclarar que según la teoría

clásica de Maxwell la energía de una onda dependía únicamente de su amplitud — más no de la

frecuencia, en contraste la teoría cuántica de la luz establece una relación directa entre la

frecuencia de la luz y la energía que transporta.

Las teorías físicas ganan credibilidad y peso cuando demuestran consistencia con los datos

empíricos. A Maxwell le fue muy bien desde el comienzo con su magnífica teoría. En su oficina

de la Universidad de Cambridge, Maxwell, concentrado en una hoja de papel y cavilando en sus

ecuaciones, no solo se dio cuenta de que la danza de sus campos eléctricos y magnéticos

generaba ondas electromagnéticas (luz), sino que con su teoría también dedujo la velocidad de

propagación de la luz. La grata sorpresa fue que el valor de la velocidad de propagación de la luz

que la teoría de Maxwell arrojaba era idéntico al valor hallado de manera empírica. La luz —es

obvio— no se transmite de manera instantánea sino que viaja a una velocidad muy alta pero



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finita. En concreto, la luz se mueve a una velocidad de 300 000 kilómetros por segundo, lo cual

quiere decir que la información que recibimos en la luz de una estrella lejana llega con algo de

retardo porque la luz tiene que viajar a una velocidad finita a lo largo de la distancia que nos

separa de la estrella. Si el Sol desapareciera en este segundo, en la Tierra seguiríamos todas

nuestras actividades con absoluta normalidad y gozaríamos de luz solar durante ocho minutos

antes de darnos cuenta de que el Sol desapareció. Esto se debe a que la luz tarda ocho minutos en

recorrer la distancia entre la Tierra y el Sol. En otras palabras, podemos decir que el astrónomo

observa el pasado. En el caso del Sol, si le tomo una fotografía en este instante, sería una

fotografía de lo que el Sol fue hace ocho minutos porque la imagen está formada por ondas de

luz que salieron del Sol ocho minutos antes. Otra propiedad de la luz es que se propaga a una

velocidad constante. La velocidad de la luz en el vacío es siempre la misma (en otro medio como

el agua, el vidrio o el aire la velocidad de la luz es diferente que en el vacío), y ese dato ha sido

explotado por los astrónomos para expresar las distancias en términos del tiempo que tarda la luz

en recorrerlas. Alfa Centauri, la estrella más cercana a nuestro sistema solar, se encuentra a 40

billones de kilómetros (40 seguido de 12 ceros) — una distancia exorbitante ¡y eso que estamos

hablando de nuestra estrella “vecina”, la que vive ahí nada más en la esquina de la cuadra! La luz

que sale de Alfa Centauri se demora 4,3 años en llegar hasta la Tierra y por eso los astrónomos

prefieren expresar esa distancia como 4,3 años-luz.

El avance del conocimiento sobre el universo está supeditado en gran medida al desarrollo de

tecnologías que permitan hacer mediciones más precisas y de mayor sensibilidad de los cuerpos

celestes. La invención del telescopio hace 400 años —y la revolución cosmológica que suscitó—

atestiguan la veracidad y el poder de esa premisa inocua. Entre los desarrollos más recientes, la

invención del espectroscopio —un aparato que revela la composición química de las estrellas—

es el que más ha influido en la construcción del modelo científico del universo. Los poderes

adquiridos por el astrónomo con este nuevo telescopio son maravillosos, es como si usted fuera

un chef y poseyera un aparato que dirigido hacia cualquier plato de comida, arrojara de

inmediato la lista de ingredientes con sus respectivas cantidades y proporciones de cualquier

plato que quisieran investigar. Así como los chefs con este aparato pueden revelar a distancia

cuál es la composición de un plato de lentejas, los astrónomos pueden saber qué elementos

químicos se encuentran en una estrella o en una galaxia. El truco está en hacer pasar por un



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prisma la luz de la estrella recibida en el telescopio. El prisma separa la luz en diferentes colores

y revela el espectro de la luz. Cuando se proyecta el espectro de una estrella en una placa

fotográfica, vemos los colores separados en bandas — excepto que a veces aparecen, paralelas a

las bandas de colores, unas líneas oscuras características. Las líneas carentes de color se

producen porque la luz correspondiente a ese color es absorbida por átomos en la atmósfera de la

estrella. Lo más importante en todo este proceso es que el patrón de líneas absorbidas es fijo y

característico para cada elemento químico. Así las líneas oscuras en el espectro de una estrella

son como huellas dactilares que revelan la composición química de la estrella. El alemán Joseph

von Fraunhofer inventó en 1814 el fabuloso espectroscopio y con ello revolucionó la astronomía

pues dicho aparato hizo posible descifrar, no solo la composición química sino también el estado

de movimiento de las estrellas ya que el patrón de líneas se desplaza hacia un lado del espectro o

hacia el otro según la velocidad de la estrella. Este último fenómeno, de inmensa utilidad para la

astronomía, es conocido por los físicos como el “efecto Doppler” debido a Christian Andreas

Doppler, el físico austríaco que lo descubrió.

Figura 2-4. El experimento de Doppler



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Christian Andreas Doppler nació, tan solo 12 años después de la muerte del músico, en la misma

ciudad donde nació Wolfgang Amadeus Mozart. La conexión con la música es más que

coincidencia ya que, como veremos adelante, la abundancia de buenos músicos en Viena hizo

posible la prueba del efecto Doppler. No es difícil imaginar al joven Christian Doppler

celebrando su regreso a Viena en 1850, después de enseñar matemáticas durante 20 años en

varias instituciones en Praga: uno lo imagina acompañado por sus amigos en una presentación de

Johann Strauss —el del vals Danubio Azul—en la famosa sala del Casino Dommayer. La

monumental obra musical de Mozart y Haydn estaba entonces fresca en la memoria de los

austríacos y cabe imaginarse que una deliberación muy concienzuda precedió la selección de los

músicos que participaron —e inclusive las piezas musicales que se incluyeron— en el

experimento del efecto Doppler. La idea del experimento surgió del trabajo de Doppler en el que

dedujo matemáticamente que la luz que proviene de una estrella en movimiento debería cambiar

de color según la velocidad de la estrella. Desde sus estudios en la Universidad de Viena, de la

cual se graduó en 1829, Doppler se interesó por la astronomía y fue su estudio de las estrellas y

sus colores lo que lo convirtió en uno de los grandes científicos de la historia. El fenómeno

predicho por Doppler para la luz también se aplica a las ondas de sonido, como él mismo lo

señaló en su famoso artículo de 1842. De ahí la idea de hacer el experimento con músicos. En

concreto, Doppler dijo que la frecuencia percibida de una fuente de luz o de sonido en

movimiento aumenta si la fuente se mueve hacia el observador o disminuye si la fuente se aleja.

En el caso de la luz, los cambios de frecuencia se manifiestan en cambios de color; en el caso del

sonido, la frecuencia determina el tono. La descripción del experimento en los textos históricos

no es muy generosa en detalles, pero sabemos que se realizó de la siguiente manera: un grupo de

músicos interpretaba sus instrumentos bien afinados sobre la plataforma de un tren en

movimiento mientras que otros músicos de oído muy sensible escuchaban en tierra firme los

cambios de tono predichos por Doppler. Un músico bien entrenado puede detectar cambios

minúsculos de tono, por ejemplo un cambio de apenas 15 hercios en la frecuencia haría sonar el

mejor de los instrumentos musicales de manera bastante destemplada. Según Doppler, si un

trompetista va sobre la plataforma de un tren en movimiento a 40 kilómetros por hora y sopla a

todo pulmón la nota “la” (440 hercios), esta sería percibida en tierra como un “la” destemplado

(455 hercios) más cercano al “sí bemol” que al “la”. Podemos percibir sin necesidad de tantos

músicos y tantos trenes el efecto Doppler del sonido cuando escuchamos el cambio en el tono de



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la bocina de un auto que se aproxima hacia nosotros y luego se aleja: la frecuencia percibida de

la bocina aumenta cuando el auto se acerca y disminuye cuando el auto se aleja. La vida

moderna está llena de tecnologías que aplican el efecto Doppler en medicina, por ejemplo la

tecnología que se usa en las ecografías para visualizar los órganos internos o el feto en formación

se ha extendido y ahora permite medir el movimiento de los tejidos o de la sangre. Los que

revelan el movimiento son los cambios en la frecuencia de los ultrasonidos que se usan en la

ecografía.

En astronomía la posibilidad de medir las velocidades de los objetos astronómicos ha

representado una fuente prodigiosa de información sobre el universo. Es como si viviéramos en

un cuarto oscuro atiborrado de chécheres y mientras estamos ahí hiciéramos un esfuerzo

permanente por entender qué son todos los objetos extraños que nos rodean. Un día, de repente,

alguien enciende una potente lámpara y todo queda expuesto ante nuestros ojos con una nitidez

singular. En noviembre de 1995 Michel Mayor y Didier Queloz, dos astrónomos del

Observatorio de Ginebra, en Suiza, hicieron un anuncio que mandó a la comunidad de

astrónomos un cimbronazo comparable con el descubrimiento del planeta Neptuno: mediante el

efecto Doppler, Mayor y Queloz detectaron por primera vez la presencia de un planeta externo a

nuestro sistema solar. Este maravilloso descubrimiento fue posible gracias a la tecnología que

ellos mismos desarrollaron para medir velocidades minúsculas de las estrellas — unos 50

kilómetros por hora. Entendamos que no estamos hablando de medir la velocidad de un

trompetista que va en un tren, ¡estamos midiendo cambios pequeños en la velocidad de una

estrella que está a una distancia de 50 años-luz de nosotros! La idea es la siguiente: el planeta da

vueltas alrededor de la estrella Pegaso 51, así denominada por su localización en la constelación

de Pegaso (el caballo con alas); por su cercanía a la estrella Pegaso 51 y por su gran masa, el

planeta hace que la estrella se mueva un poco. Los astrónomos hoy en día entienden bien los

detalles del movimiento de un sistema compuesto por una estrella y un planeta que da vueltas a

su alrededor y lo describen diciendo que tanto el planeta como la estrella giran en torno a un

centro común que, visto desde la Tierra, aparece como si Pegaso 51 se alejara y se acercara de

manera cíclica. En resumen, la presencia de un planeta que orbita la estrella Pegaso 51 fue

inferida por el movimiento oscilatorio detectado en la estrella. Y todo esto gracias a Doppler.

Otra aplicación del efecto Doppler a la astronomía, con la cual se erigió uno de los pilares de la



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cosmología moderna, fue que permitió observar la expansión del universo. Las mediciones que

hizo Vesto Slipher de las velocidades de las galaxias se basaron precisamente en el estudio del

corrimiento de las líneas en los espectros. Slipher observó que las galaxias lejanas están en

movimiento y que no se trata de un movimiento cualquiera: la mayoría de las galaxias

observadas por Slipher se estaban alejando de nosotros. Así como el trompetista en el tren, la luz

de una galaxia lejana que se mueve hacia nosotros exhibiría un corrimiento de las líneas de su

espectro hacia el lado del espectro donde está el color azul. Al contrario, si la galaxia se aleja de

nosotros, las líneas de su espectro se desplazarían hacia el lado rojo del espectro. En inglés existe

un término muy compacto para designar esta observación —redshift— que traducido sería

“corrimiento hacia el rojo” o “desplazamiento rojo” y que describe el corrimiento del patrón de

líneas del espectro hacia frecuencias más bajas (es decir hacia el extremo del espectro donde

aparece el color rojo). En adelante nos referiremos a ese fenómeno como “desplazamiento rojo”.

Quizá pueda parecer que hemos gastado mucha tinta en el desplazamiento rojo, pero por la

importancia que tiene el concepto en cosmología es imposible entender los fundamentos de los

modelos cosmológicos científicos sin una apreciación precisa del fenómeno. Es más, uno de los

puntos de discusión más activos en el epicentro del debate cosmológico del Siglo XX fue

justamente interpretar el desplazamiento rojo como producto de la expansión del universo.

Algunos astrónomos han rechazado vigorosamente la interpretación del desplazamiento rojo que

afirma que este se debe al movimiento de recesión de las galaxias. El tema es tan importante que

más adelante ocuparemos una buena parte de estos diálogos cosmológicos en ahondar en su

significado. Y, para rematar, en el marco teórico de la relatividad general de Einstein las

observaciones de desplazamiento rojo reciben un tratamiento completamente diferente. En dicha

teoría el desplazamiento rojo se puede explicar, sin necesidad de apelar al efecto Doppler, como

un efecto de la expansión del espacio. Sin embargo, la interpretación del desplazamiento rojo

como manifestación del efecto Doppler no es incorrecta y tiene la ventaja de que muestra de

manera más fiel lo que pasaba por las mente de Hubble, Slipher, Shapley y por la de otros

astrónomos de la época. Todo ello nos conduce de nuevo a Hubble, a quien dejamos en el

laboratorio, empacando su material y planeando movidas con su colega Humason.

Impulsado por el conocido afán de evadir un posible encuentro con Shapley en el laboratorio, y

aprovechando que su chofer había llegado más temprano de lo esperado, Hubble agarró su



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maleta, se subió al auto y partió con rapidez. En pocos minutos el auto descendía la cuesta y

luego estacionaba frente a su casa de la calle Woodstock, en un exclusivo barrio de Pasadena.

Allí Grace, su esposa, lo esperaba con ansiedad.

Grace estaba acostumbrada a que la rutina de trabajo de Hubble lo mantuviera alejado de casa

por períodos de una semana y, sin embargo, esas ausencias se le hacían interminables. Para

compensar, Hubble la incluía en todos sus viajes — más bien frecuentes y siempre rodeados del

glamour que correspondía a la clase social a la cual aspiraba a pertenecer este hijo de la clase

media de un pequeño pueblo de Missouri. Los viajes de la pareja, de hasta tres meses, incluían

visitas a sus refinados amigos en Oxford y en Paris y eran una fuente constante de roces con los

administradores del observatorio que pagaban su salario. En Pasadena Hubble vivia en la burbuja

de los privilegiados dentro de la cual no había espacio para su familia que ya de tiempo atrás

había abandonado. Esa tarde Grace percibió a su marido un poco extraño — entre eufórico y

preocupado, pero cuando quiso saber las razones, Hubble se limitó a responderle que le contaría

todo durante la cena y que en ese momento necesitaba un baño caliente y algo de reposo. A

Grace le pareció por un instante que al estoico científico, habitualmente más seco que un

chamizo de pesebre, se le aguaban los ojos. Tal como había anunciado, se dio un baño caliente,

reposó y después la pareja se sentó a cenar. No sabremos nunca a ciencia cierta qué pudo pasarle

a Hubble por la cabeza el día que se dio cuenta de la magnitud de su monumental

descubrimiento, pero la documentación de su trabajo —que él mismo dejó—, sumada a las notas

de sus biógrafos, arroja material suficiente para hacer una reconstrucción hipotética del discurrir

de la conversación entre Hubble y Grace durante la cena del 17 de octubre de 1928. Grace no era

ajena a la jerga que salpicaba todas las conversaciones de su esposo con sus colegas. Además,

desde antes de conocerlo ya tenía familiaridad con los temas de los astrónomos porque solía ir de

paseo con un grupo de amigos entre los cuales se contaban William H. Wright, su ex cuñado,

respetado astrónomo del observatorio Lick. De hecho, Grace había conocido a Hubble en una de

esas excursiones cuando Wright los llevó a Monte Wilson y los presentó. En ese entonces Grace

estaba casada con un geólogo de Stanford. Empero, debido a que en una de sus campañas de

trabajo, estando en una mina de carbón, el geólogo cayó en un hueco profundo del cual no salió

con vida, la intersección entre las vidas de Grace y Hubble marcó el comienzo de una relación

que duraría el resto de sus días. Procederemos entonces con la conversación entre Grace y



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Hubble, no sin antes advertir que para facilitar el seguimiento se ha sacrificado la pureza

histórica del diálogo y se ha puesto en boca de Hubble la palabra “galaxia”, vocablo que él no

habría elegido. Hubble era un fenomenólogo comprometido con darle valor científico solo a lo

que se puede observar de manera directa y por tanto se refería a las galaxias con el nombre de

“nebulosas extra galácticas”.

GRACE: ¿Qué te pasa, Edwin? Te noto extraño… dijéramos como conmovido.

EDWIN: ¿Recuerdas el proyecto que emprendimos, hace más o menos un año, con Milt (así

llamaban a Milton Humason) de medir las velocidades de las galaxias más lejanas?

GRACE: Pues sí… y, ¿qué pasa?

EDWIN: Pasa que hoy hemos tocado el borde del universo.

GRACE: Explícame porque estoy un poco perdida.

EDWIN: Esta semana logramos medir el desplazamiento rojo de la galaxia más lejana que el ser

humano haya visto. Nos dio un valor de 0.0033, el cual, convertido en velocidad, sería

equivalente a 1 000 kilómetros por segundo. ¡Imagínate lo que significa haber observado la luz

de una galaxia que está a siete millones de años-luz de distancia! El tenue rayito de luz que

aterrizó en nuestra placa fotográfica comenzó a viajar hacia nosotros hace siete millones de años.

Lo increíble de todo esto es que cuando combinamos todos mis datos de distancias y de

desplazamientos rojos aparece una relación directa. Mientras más alejada una galaxia, mayor

será su desplazamiento rojo y un aumento de distancia resulta en un aumento en igual proporción

en el desplazamiento rojo. En otras palabras, he descubierto una ley fundamental de la naturaleza

que por primera vez posibilita el estudio científico del universo en su totalidad.

GRACE: Bueno, pero eso tú ya lo esperabas, ¿verdad? Llevas dos años haciendo mediciones de

distancias y desplazamientos rojos y ya habías detectado la tendencia de los desplazamientos

rojos a aumentar con la distancia.



53

EDWIN: Sí, eso es correcto. Sin embargo, la mayoría de las mediciones incluían galaxias no

muy lejanas que participan de movimientos locales con lo cual se opaca el efecto del crecimiento

del desplazamiento rojo con la distancia. Lo que hemos logrado últimamente es extender esas

mediciones a escalas muchísimo mayores y que abarcan galaxias en la profundidad del espacio.

Los resultados de estas observaciones indican que la tendencia de los desplazamientos rojos es

confirmada.

GRACE: Te felicito, debes estar muy contento, pero ¿por qué te vi preocupado cuando llegaste a

la casa?

EDWIN: El engorroso dilema, Grace, es cuándo y cómo publicar los resultados de esta

investigación. Por un lado, sé que tengo que publicar lo más pronto posible porque si no, corro el

riesgo de que otros astrónomos que se ocupan de mediciones similares encuentren los mismos

resultados y seguramente los publicarán sin demora alguna. No puedo permitir que me roben la

gloria del descubrimiento. Este tema de investigación me pertenece y no voy a tolerar que un

idiota como Shapley usurpe el fruto de mis esfuerzos. Por otro lado, si me apresuro a publicar

resultados que conllevan profundas implicaciones sin estar absolutamente seguro de su

integridad y validez me arriesgo a tener que retractar la publicación si surgen problemas con los

datos. Para mí es claro que no estoy dispuesto a correr el riesgo: esa posibilidad marcaría el fin

de mi carrera. No siento que sea apropiado proceder con la publicación hasta que no haya

repetido las mediciones de esta semana y hasta que no haya confirmado los desplazamientos

rojos obtenidos.

GRACE: Edwin, ¡tienes que publicar ya! Que no te vaya a pasar lo que le pasó a Darwin quien,

por esperar a recopilar más y más datos que dieran soporte a su teoría de la selección natural,

dejó que Alfred Russel Wallace se le adelantara. Lo que tienes que hacer es escribir el artículo y

enviarlo cuanto antes a los editores para que el proceso comience y quede constancia de tus

resultados. En la carta les indicas a los editores que tú deseas que se atrase la publicación hasta

cuando tengas la oportunidad de confirmar las mediciones. Sin embargo, vas a tener que pensar

muy bien cómo presentar los resultados. Tú sabes que el tema de la cosmología es delicado



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porque se presta no solo para especulaciones que rebasan los límites de la ciencia sino también

porque provoca exaltaciones en el ánimo de los ideólogos.

EDWIN: ¡Excelente idea, Grace! Dejaré el manuscrito preparado antes de nuestro viaje. Ahora,

con respecto a la presentación del tema, no te preocupes. Yo soy astrónomo, no filósofo, y el

artículo se limitará a presentar de manera escueta las observaciones. No voy a entrar a

contaminar mis preciosas observaciones con las interpretaciones dudosas que los teóricos

debatirán durante todo el tiempo de existencia que le quede al planeta. Mi artículo siempre será

válido porque contiene el resultado de observaciones que cualquier astrónomo puede reproducir.

Si le mezclo al artículo interpretaciones teóricas, con seguridad encontrará su caducidad en los

pocos días que le tomaría a un teórico derrumbarlas. Además, ¿qué interpretación le puedo dar?

Yo no estoy observando velocidades de recesión directamente. Mis mediciones son de

desplazamientos rojos, eso es todo. ¿Qué tal que el desplazamiento rojo no sea producido por

velocidad sino por otros efectos que aún no entendemos?

GRACE: ¡Tú sabes muy bien que tus resultados implican que el universo está en expansión!

EDWIN: No estoy seguro. Si el desplazamiento rojo de las galaxias se interpreta como la

manifestación del movimiento de recesión de las galaxias, entonces sí podríamos hablar de la

expansión del universo. Las galaxias más lejanas estarían moviéndose a velocidades

extremadamente altas. ¡Imagínate una galaxia a una distancia de siete millones de años-luz que

se aleja de nosotros a una velocidad de 1 000 kilómetros por segundo! Nuestras observaciones

también indican que todas las galaxias, sin importar en qué parte de la esfera celeste estén

ubicadas, participan de este movimiento. Todas las galaxias se alejan de nosotros obedeciendo

rigurosamente a la ley que yo descubrí: mientras más alejadas, mayor su velocidad de recesión.

Surge un modelo del universo en expansión en el que todas las galaxias se alejan de nosotros.

¿Qué pasa si jugamos con ese modelo y nos preguntamos cómo era el universo en el pasado? La

conclusión ineludible es que hubo un tiempo en el pasado en el que todas las galaxias compartían

el mismo punto en el espacio y que por tanto hubo una especie de tiempo cero en el que todo se

originó. El problema es que la rapidez de expansión del universo que yo medí es demasiado

elevada e implicaría una edad del universo que es inconsistente con los estimados de la edad de



55

la Tierra. Retrocediendo la expansión en el tiempo llegaríamos al punto cero en 2 000 millones

de años, lo cual es imposible porque sabemos que la Tierra es más vieja. Los geólogos ya han

podido determinar, con base en mediciones de la radiactividad remanente en ciertos minerales

que la Tierra se formó hace más de 3 000 millones de años ¿Ves por qué no es conveniente

entrar en interpretaciones?

GRACE: Sí, entiendo, pero Edwin ¡este es el descubrimiento del siglo! Si tú sales diciendo que

observaste unos inocentes desplazamientos rojos nadie se va a enterar, o si se enteran no les va a

importar que algo se haya corrido hacia el rojo por allá en una galaxia lejana. La gente no va a

entender ni qué se corrió ni cuál rojo. ¡Lo que tú acabas de descubrir es comparable a las

observaciones de Galileo que nos abrieron las puertas al universo por primera vez y partieron la

historia en dos! Edwin, tú descubriste que el universo está en expansión, mostraste que el

universo en su totalidad se puede estudiar científicamente, mediste la velocidad de expansión del

universo, mostraste que nuestra galaxia es apenas un puntito más entre miles de millones de

galaxias en el espacio. ¿No te das cuenta de que la humanidad nunca será la misma después de

haber descubierto su verdadero lugar en el cosmos? ¡Y fuiste tú quien abrió esa ventana al

universo!

EDWIN: Calma, calma. Se nota que has estado leyendo el periódico de Pasadena y veo que toda

la histeria colectiva en torno a la visita de Einstein te está afectando. Grace, la cosmología es

pura especulación filosófica, ficción matemática, y yo no quiero tener nada que ver con eso. Los

pocos que hablan de cosmología son unos matemáticos seguidores de Einstein que andan

completamente desconectados de la realidad y ninguno de ellos podría localizar las pléyades en

el cielo. Yo no entiendo la teoría de la relatividad de Einstein y ningún astrónomo que conozco la

entiende. Yo no me voy a poner a hablar de asuntos que no conozco. Lo único que recuerdo fue

algo que Willem de Sitter mencionó cuando lo visitamos en Leiden. ¿Te acuerdas del astrónomo

“chivito”, el del viaje que hicimos a Holanda el año pasado? Es el que era delgado como una

manguera y tenía una chivera bien puesta. Recuerdo que él nos habló de una teoría del universo

que desarrolló a partir de las ecuaciones de Einstein y como parte de la cual predijo la presencia

de desplazamientos rojos. No entendí sus cálculos tediosos y nunca les hice seguimiento a esas

especulaciones. Me bastó que dijera que sus ecuaciones suponían que el universo no tenía masa



56

para no prestarle atención a esa locura. Mira Grace, mi idea sobre cómo ganamos conocimiento

sobre el universo es muy sencilla: pásame esa servilleta y te dibujo el concepto…

(En ese momento entró Alexander, el mesero y encargado de la limpieza de la casa, a recoger

los platos sobre la mesa lo cual desafortunadamente desvió la atención de la conversación hacia

otro tema dejándonos en la duda sobre las ideas epistemológicas de Hubble. Lo único que quedó

de la incipiente elucubración fue una servilleta con un trazo difícil de interpretar y que

reproducimos aquí para beneficio del lector curioso que quiera especular sobre su significado)

Figura 2-5. Conocimiento del universo

GRACE: Cuando piensas en tu falta de conocimientos teóricos, ¿no te arrepientes de haber

gastado tu beca Rhodes en Oxford estudiando jurisprudencia en vez de astronomía o física?

EDWIN: Ese es un capítulo de mi vida que preferiría dejar en el pasado. Desde que terminé la

secundaria yo sabía que quería ser astrónomo. La única razón por la cual me metí a estudiar para

ser abogado fue por la presión de mi padre pues él me habría considerado un fracaso si hubiera

estudiado una carrera —según él— tan esotérica e inútil como la astronomía. “¿Para qué te va a

servir la astronomía en la vida? —me decía— tienes que pensar en una ocupación que te dé los

medios económicos para casarte y sostener una familia”. A mi regreso a los Estados Unidos ya



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mi padre había muerto; ejercí como abogado durante un año. Con eso me pareció que ya había

cumplido el compromiso con mi padre y sentí que ya quedaba libre de las cadenas que me

ataban. Fue entonces cuando decidí hacer el doctorado en astronomía en la Universidad de

Chicago. El resto tú lo sabes bien. ¿Me arrepiento de no haber comenzado mis estudios de

astronomía en Europa? No. Como te dije, los pocos que entendían la teoría de la relatividad de

Einstein se ocupaban de ejercicios matemáticos abstractos y de poca importancia para la

astronomía.

GRACE: Edwin, te ves cansado, en dos días nos vamos de viaje y tienes que preparar el

manuscrito de tu artículo antes de irnos. Es hora de irte a la cama.

Los extraordinarios eventos de la semana, las implicaciones de su descubrimiento y la

conversación con Grace le daban vueltas en la cabeza como un remolino desenfrenado que le

impidió entrar en el sueño con la rapidez acostumbrada. Mientras que su mente racional

intentaba navegar por los vericuetos de un sueño improbable, Hubble alcanzó a dimensionar la

magnitud de su descubrimiento y por unos minutos se sintió como si hubiera abierto una puerta

prohibida. Se sintió solo y sintió que mientras flotaba en el espacio su cama estaba enterrada en

un planeta irrisorio y errante que giraba alrededor de una estrella y que la estrella a su vez

danzaba como un puntito inerme junto con otros 100 000 millones de estrellas en los brazos de

una galaxia. Y esa galaxia se perdía como una mota innecesaria en un mar de galaxias que

participaban todas ellas de un movimiento expansivo hacia un absurdo vacío.

El lunes 28 de septiembre de 1953, Grace y Hubble regresaban a casa a eso del mediodía, cuando

una trombosis cerebral fulminante interrumpió la vida de Hubble. Si existiera un epitafio para la

tumba de este astrónomo extraordinario, este diría: “Edwin Powell Hubble, navegante del

universo, quien, gracias al tesón con el que escudriñó la profundidad del espacio, nos sacó de la

ignorancia cósmica. Por él, la humanidad nunca será la misma”. Empero, semejante epitafio solo

existe de manera no hablada en la memoria de quienes hemos estudiado su legado. No se sabe

qué pasó con sus restos mortales pero es fácil y romántico imaginar a Grace, agobiada por el

peso de una penetrante soledad, escalando hacia el pico más alto de las montañas de San Gabriel

y después dispersando serenamente en la cumbre el fino polvo gris que la agencia crematoria le



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entregara horas antes y dejando que el viento se llevara las cenizas, con lentitud y a su amaño,

para devolver así ese polvo de estrellas al lugar al que pertenecía.

Hubble dejó muchos interrogantes. A los seres humanos en general nos dejó el interrogante más

fundamental: ¿de dónde viene todo esto que observamos? A sus hermanos de sangre les dejó otro

tipo de interrogante: ¿por qué abandonó a su familia y por qué no les brindó apoyo en momentos

de necesidad? Su matrimonio con la hija de un banquero bien posicionado y su meteórico

ascenso a las altas esferas de la ciencia y la fama propulsaron a Hubble a una cumbre desde la

cual las necesidades de su madre, sus tres hermanas y sus dos hermanos no se alcanzaban a

divisar. Estaba bastante más interesado en visitar las haciendas de sus conocidos millonarios que

en hacer visitas a la casa de su familia en Madison. Mientras que Bill, su hermano menor, se

encargaba de cuidar a su madre y a sus hermanas en la humilde casa de Madison, la casa de

Pasadena del matrimonio Hubble era frecuentada por personajes de renombre en el mundo de las

artes y la academia: Igor Stravinsky, Bertrand Russell, Charley Chaplin, Aldous Huxley y Albert

Einstein encabezan la lista de ilustres personajes que venían a visitarlo. Sus amigos eran una élite

muy refinada —por lo general de inclinaciones conservadoras— y con ellos compartía su

antipatía por el presidente Roosevelt y por su política —según Hubble— socialista. En sus

famosas tertulias se podía encontrar a estos notables, sentados en mullidas poltronas de cuero, un

fino vaso de scotch en la mano, criticando, por ejemplo, las novelas de John Steinbeck y

tachándolas de propaganda comunista. Podemos especular que el alejamiento de su familia fue

una manifestación del resentimiento que guardaba contra su padre por la manera como lo

presionó para que estudiara algo que él no quería. O quizá el afán de huir de su pasado se debió a

que no quería confrontar la imagen edulcorada que él mismo había vendido sobre esa época de

su vida. De sus biografías aprendemos que, contrario a lo que él mismo decía, Hubble nunca

ejerció la abogacía y que su campaña militar, lejos de haber sido una lucha heroica en los campos

de batalla, fue apenas un ejercicio de poca monta. La historia de Hubble deja claro que el Galileo

de nuestra época fue un ser humano presa de temores, acompañado de imperfecciones, celoso, y

no exento, como todos, de los habituales deseos pasajeros y las necesidades triviales.

¿Fue Hubble realmente el genio que pintan, el Galileo moderno, un Cristóbal Colón del

universo? De acuerdo con Shapley y otros cuantos enemigos fruto de su arrogancia, la respuesta



59

es que no se necesitaba a un genio para completar el trabajo que él hizo. Ya existían las

mediciones de desplazamiento rojo realizadas por Slipher y las distancias de Shapley, cualquier

astrónomo que tuviera acceso al telescopio más potente en ese momento histórico hubiera

llegado al resultado al que llegó Hubble. En otras palabras mientras que Galileo era

irremplazable Hubble no lo era. Una ironía histórica de proporsiones míticas es que Shapley, el

enemigo número uno de Hubble, fue quien preparó el terreno para facilitar el trabajo de Hubble y

de haber permanecido en Monte Wilson muy probablemente ¡hubiera hecho el descubrimiento

del siglo años antes que su victorioso enemigo!

Dos años después del monumental artículo de 1929 en el que el hombre de leyes le entregaba al

mundo la ley del universo, Hubble publicó otro artículo donde extendió las mediciones a

velocidades de 20 000 kilómetros por segundo. La medición de la velocidad de la expansión del

universo derivada de las distancias y las velocidades ha ocupado a incontables astrónomos desde

los años de Hubble hasta nuestros días. Este parámetro fundamental del universo, que

apropiadamente se llama la constante de Hubble, ha sido medido 538 veces en el período de 80

años que comenzó con Hubble. El valor hallado por Hubble (para la constante de Hubble) de 153

kilómetros por segundo por cada millón de años-luz de distancia fue sobreestimado por un factor

de siete relativo al valor moderno. Este error se debe a que el método de estimación de distancias

usado por Hubble suponía que todas las estrellas de referencia que él usó poseían el mismo

brillo, lo cual no es correcto. Por tanto, las profundidades que alcanzó con las mediciones

incluidas en su artículo de 1929 en realidad eran de 45 millones de años-luz en vez de ocho

millones de años-luz. De manera semejante, las distancias alcanzadas en las mediciones incluidas

en su artículo de 1931 eran de 906 millones de años-luz (el límite de profundidad al que se podía

llegar con el telescopio de Monte Wilson).

En los 63 años que Hubble nos acompañó en este planeta la imagen del universo cambió de

modo radical. Al comienzo de su carrera de astrónomo, cuando ingresó al equipo de

investigadores de Monte Wilson en 1919, el modelo del universo consistía de la galaxia (nuestra

galaxia), poblada por tres tipos de objetos astronómicos: los planetas, las estrellas y las

nebulosas. Las nebulosas eran manchitas de luz que, a diferencia de las estrellas, el telescopio

mostraba como nubes difusas de forma no bien definida pero brillantes y casi puntuales. Si las



60

nebulosas formaban parte de nuestra galaxia o si eran sistemas estelares que residían fuera de

nuestra galaxia era motivo de intensos debates. Al final de su vida y gracias en gran parte a su

trabajo, el universo que nos entregó Hubble era un universo inmensamente grande y lleno de

galaxias, una de las cuales —la Vía Láctea— poseía un pequeño sistema planetario en el cual, en

uno de sus planetas, surgió la vida. La visión que tenemos hoy del universo es en esencia la que

recibimos de Hubble aunque esta ha sido enriquecida de manera sustancial en detalles y

complejidad. Las nebulosas resultaron ser de dos tipos. Unas son galaxias enteras, como la

nuestra, que se mueven a grandes velocidades fuera de la Vía Láctea. Otras, las nebulosas

planetarias, son verdaderas nubes de gas que han sido expelidas en el espasmo final de cierto tipo

de estrellas —en nuestra galaxia— cuando agotan su combustible nuclear. Nuestra galaxia tiene

100 000 millones de estrellas y se estima que en el universo observable hay 125 000 millones de

galaxias comparables a la nuestra. Además de galaxias, estrellas y nebulosas se han descubierto

otro tipo de objetos astronómicos exóticos como los agujeros negros y los cuásares. Las

observaciones que dieron pie a la ley de Hubble se han extendido, gracias a las mediciones

realizadas por el telescopio espacial que lleva su nombre, hasta profundidades de 1 300 millones

de años-luz y velocidades de 30 000 kilómetros por segundo. Asimismo, se ha logrado

determinar que la velocidad de recesión de las galaxias aumenta en 22 kilómetros por segundo

cada vez que aumentamos la profundidad de observación por un millón de años-luz. Vale la pena

contrastar este vasto sistema de galaxias con el inocente universo que recibimos primero de los

griegos y luego de Copérnico. Concluimos que la más grande lección que nos dejó Hubble quizá

fue una lección de humildad. Cuando la humanidad empezó a registrar sus cavilaciones

cosmológicas, la Tierra ocupaba el centro del universo, donde la ubicaron los filósofos griegos.

Más adelante Copérnico nos desplazó del centro y le reservó ese lugar privilegiado al Sol y ya no

a la Tierra. En 1918, Harlow Shapley castigó todavía más severamente nuestra ambición de estar

en el centro y desplazó nuestro sistema solar hacia una vecindad anónima situada a 55 000 años-

luz (28 000 años-luz según las revisiones modernas) del centro de una galaxia que, según

Shapley, era la única en el universo. Luego entró en escena Hubble quien conceptuó que nuestra

galaxia era apenas una más dentro de un mar de galaxias, todas ellas en movimiento, e hizo del

“centro del universo” un concepto carente de importancia. Por si todo lo anterior fuera poco,

consideremos los movimientos a los cuales estamos sujetos. Un trozo de tierra cercano al

ecuador terrestre se mueve en torno al eje de rotación de la Tierra (el eje que pasa por los polos)



61

a una velocidad de 1 670 kilómetros por hora; a su vez la Tierra gira a 30 kilómetros por segundo

en torno al Sol en una órbita elíptica; el Sol se mueve en torno al centro de la Vía Láctea a una

velocidad de 250 kilómetros por segundo; nuestra galaxia forma parte de una agrupación de unas

20 galaxias, que se llama el grupo local, y que se mueve a 40 kilómetros por segundo hacia el

centro del grupo local; y este a su vez se mueve a una velocidad de 600 kilómetros por segundo

en la dirección de un súper cúmulo de galaxias que se encuentra en la vecindad del grupo local.

A gran escala el universo tiene una estructura caracterizada por una distribución uniforme de

agrupaciones de cúmulos de galaxias. Un modelo en tres dimensiones de estas estructuras se

parecería a una esponja de esas para lavar platos que tienen huecos, filamentos y nudos pero que

vista desde lejos parece un bloque uniforme en el que todas las regiones en promedio son

iguales. La esponja, además, está en expansión.

El ser humano siempre ha manifestado una tendencia instintiva a hacer del universo una cuestión

antropomórfica. Las constelaciones se prestaban para proyectar en el cielo animales y personajes

de la vida mítica que eran elementos integrales de la vida diaria. Los avances del conocimiento

sobre el universo y su origen han llevado al ser humano a cuestionar su lugar en el universo. La

sentencia de evicción proferida por Copérnico y agravada por Shapley y Hubble y con la cual

nos desalojaron del “centro” del universo es una interpretación pesimista que se basa en una

visión del mundo diseñada según parámetros humanos: ¡Como si el “centro” del universo,

independiente de nuestra perspectiva egocéntrica, gozara de privilegio alguno! En contraste con

ese peculiar sentido de que perdimos un lugar céntrico —y por lo tanto de algún modo

privilegiado— existe una interpretación positiva que resalta el carácter liberador de esa lección

de humildad. Antes de Galileo el universo era un lugar frio y ajeno donde los astros reinaban,

protegidos por el aura de lo perfecto. La esencia del mundo sublunar, reservado a lo corruptible,

era muy diferente a la del orbe estelar. Mientras que el orden de la naturaleza obligaba a la tierra,

el barro y la carne a caer al piso hacia el centro del planeta, el fuego se movía hacia el cielo

halado por la tendencia a buscar el lugar que le correspondía. De acuerdo con esta noción —que

sintetizó Aristóteles— el centro del universo donde se encontraba nuestro planeta no

representaba ningún privilegio. Al contrario, era el lugar no deseable. Galileo demostró que —al

igual que los otros planetas— el nuestro es un objeto astronómico, nos elevó al nivel de los otros

cuerpos celestes y amplió nuestro horizonte haciéndonos ciudadanos de un universo mucho más



62

amplio que el mezquino trozo de barro donde Aristóteles nos quería poner. Hubble dio un salto

más ambicioso y mostró que el universo —mucho más democrático de lo que pensábamos— está

compuesto por una inimaginable cantidad de puntitos, cada uno de los cuales está conformado

por millones de estrellas, pero sin que ninguno de ellos sea más importante que otro.



63

Capítulo 3

EL BIG BANG

Figura 3-1. Epocas del big bang

¿Cómo y cuándo se originó el universo? Los científicos que estudian el origen del universo

han llegado —con base en observaciones astronómicas y en sólidos conceptos teóricos— a un



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consenso sobre esta pregunta fundamental. La teoría científica sobre el universo estudiado como

un todo, incorrectamente llamada teoría de la “gran explosión” o big bang en inglés, no tiene

nada que ver con una explosión. Se trata simplemente de un modelo del universo en el cual se

propone que el espacio está en expansión y que el universo tuvo un pasado muy denso y con

altísimas temperaturas, lo que permitió que se fusionaran los átomos a partir de los cuales se

formaron las estrellas y galaxias que adornan el firmamento. La teoría del big bang fue

impulsada por una docena de personajes, todos los cuales aportaron importantes elementos.

Ahora bien, si hay alguien que pudiéramos llamar “el padre del big-bang” es el físico nuclear

ruso George Gamow (1904 - 1968), o “Geo” para sus amigos. Fue él quien creó la verdadera

cosmología física pues unió la idea de la expansión del universo con la física nuclear y así dotó

la teoría de los pies que le permitieron echar a andar. Comenzamos la historia de Geo con el

relato de la irresponsable aventura que emprendió en el verano de 1932, cuando intenta escapar

del régimen soviético cruzando el Mar Negro a punta de remo en un frágil kayak4.

Geo no era el tipo de persona que se dejaría doblegar por las limitaciones que imponía el

sistema soviético ni por su filosofía oficial (el materialismo dialéctico) que censuraba las teorías

científicas que no se alineaban con esa ideología. Ya en varias ocasiones se había metido en

problemas con el sistema por desafiar y hasta burlarse de las absurdas exigencias de ese

dogmatismo ideológico que rechazaba las nuevas teorías de la relatividad de Einstein y la física

cuántica — que estudia lo que ocurre en el mundo de los átomos. Durante una conferencia que

dictaba al público sobre los avances de las teorías atómicas, Gamow tuvo la osadía de mencionar

el principio de incertidumbre de Heisenberg, cuyo postulado central es que en el mundo de los

átomos no se puede predecir el futuro con absoluta certeza. Como ese concepto había sido

declarado anti materialista, uno de los guardias de la ideología que estaba plantado entre el

público interrumpió la charla, mandó a la gente para la casa y acusó a Gamow de sembrar ideas

peligrosas y desviadas de la ideología marxista. A los pocos días del desafortunado encuentro

con la verdad oficial, Gamow recibió una carta de la universidad que lo empleaba en la que le

daban instrucciones estrictas de abstenerse de hablar de esos temas. En otra ocasión recibió

serias amenazas cuando —en compañía de su amigo Lev Landau, uno de los gigantes de la física

rusa— se burló de la posición oficial del materialismo dialéctico, que se empeñaba en ratificar la

existencia del “éter luminífero”, una sustancia improbable y más cercana a la magia que a la



65

ciencia. Esta sustancia de hadas no es el químico que se utiliza como disolvente orgánico; es un

elemento de propiedades antagónicas que se invocó a finales del Siglo XIX como el medio para

explicar la transmisión de las ondas de luz. Para los teóricos el vacío era inconcebible, a tal punto

que prefirieron llenar el espacio de una sustancia mágica antes que aceptar el vacío. El éter

luminífero es un ejemplo embarazoso de lo que ocurre cuando a los físicos teóricos se les deja

solos sin el riguroso chequeo de los laboratorios. Esta es una sustancia de atributos

contradictorios pues por un lado tiene que llenar todos los intersticios y ser densa como un metal

para poder transmitir la “vibraciones” de la luz, pero por el otro es tan sutil como el aire para

permitir que los planetas pasen como plumas al vuelo en una atmósfera ligera. No era necesario

esperar al experimento de los estadounidenses Albert A. Michelson y Edward W. Morley, que en

1887 mostraron que el éter era una quimera, para darse cuenta de que esa sustancia era una

imposibilidad. Bastaba apenas con reconocer la contradicción inscrita en el concepto mismo. A

pesar de su imposibilidad física, la noción mecánica del éter como medio por donde se propagan

las ondas electromagnéticas fue acogida por Frederick Engels — hecho suficiente para que el

concepto quedara firmemente empotrado en los altares de la ideología comunista. Quien se

atreviera a retar su validez, o a cuestionar la existencia del éter, se convertía automáticamente en

enemigo del sistema. Por haberse burlado del éter y para impedir que sus alumnos se infectaran

con ideas envenenadas, a Landau se le retiró su cátedra.

El evento que acabó con la ínfima tolerancia de Gamow por el sistema fue que se le negara

el permiso de salida para asistir al Simposio de Física Nuclear en Roma, en octubre de 1931, al

cual había sido invitado por Guillermo Marconi, el famoso físico y premio Nóbel de 1909 e

inventor de la telegrafía inalámbrica. Cuando el gobierno soviético se negó a expedirle los

documentos que necesitaba para salir del país, Gamow y su nueva esposa de pocos meses,

Lyubov Vokhminzeva —apodada Rho— decidieron escapar. A partir de un análisis tan veloz

como superficial del mapa de la Unión Soviética y de sus fronteras, Gamow y Rho trazaron un

plan que contemplaba cruzar el Mar Negro en una línea recta de 273 kilómetros entre el punto

más meridional de la península de Crimea con la costa norte de Turquía. El pueril plan quedaba

supuestamente completado con un bote inflable, huevos duros, brandy, barras de chocolate y una

brújula. Para dar inicio a la fuga, Geo organizó una visita al observatorio de Simeis, 16

kilómetros al suroeste de Yalta, lugar famoso por la Conferencia de Yalta de 1945, en la que



66

Stalin, Churchill y Roosevelt decidieron bajarle la temperatura a la guerra dando inicio así a la

guerra fría.

El día designado para la partida, Rho y Geo se desplazaron a las playas de Alupka, 12

kilómetros al suroeste de Yalta. Muy temprano en la mañana comenzaron la rutina que ya habían

practicado días antes y que consistía en remar, una persona a la vez, en turnos de 30 minutos

cada uno. Impulsados por el deseo de salir de la URSS, y con la ayuda de un buen desayuno,

vieron en las aguas del Mar Negro un pequeño y amistoso lago al cual se echaron sin reparo

alguno. El primer día, gracias a la cooperación de la calma marina, todo salió de acuerdo con lo

planeado. Sin embargo, las cosas se complicaron con la llegada de la noche; sucumbieron al

cansancio y se quedaron dormidos en el momento en que las olas y el viento comenzaban a

cobrar vigor. La pareja se despertó antes del amanecer, apenas a tiempo para enfrentar un mar

bravío que empezaba a castigarlos. Durante todo el día y hasta el atardecer Geo apenas lograba

pelear contra las olas para mantener a flote la embarcación. Cualquier desplazamiento logrado

sería sólo explicable por el empuje del viento contra su espalda. La tormenta empezó a amainar

apenas hacia el final de la tarde. Extenuados y con el poco aliento que les quedaba siguieron

remando hasta que observaron una orilla, donde encallaron. Allí se quedaron dormidos hasta que,

al amanecer siguiente unos pescadores de la localidad de Balaklava, 42 kilómetros al oeste del

punto de partida, los encontraron y los trasladaron a un hospital. Los extremos de conducta

irracional que alcanzaron Geo y Rho solo pueden explicarse por el desesperado rechazo que

sentían contra el dogmatismo del sistema soviético. La división artificial entre una ciencia

proletaria y otra capitalista, y la subsiguiente prohibición de hacer contacto con la ciencia

capitalista de Occidente y con sus practicantes era más de lo que Geo jamás podría aceptar.

La insólita historia de cómo Gamow escapó de las garras de la URSS tiene un desenlace

surrealista y gira en torno a algo que aterrizó en la puerta de su casa, un año después de su fallido

intento de fuga: Recibió, por esos días, una carta oficial del estado informándole que su

pasaporte, así como un tiquete de tren a Bruselas, estaban listos en la oficina de pasaportes de

Moscú. La carta indicaba que él había sido elegido para representar a la URSS en el XIII

Congreso de Solvay que se celebraría en octubre de 1933. ¿Cómo era posible que un personaje

que cargaba con el estigma de la sospecha y que estaba amenazado por el sistema recibiera un



67

tratamiento favorable? La verdad es que en esa ocasión no fueron ni vientos fortuitos, ni mucho

menos la generosidad y entendimiento del sistema soviético, los que lograron el milagro. Detrás

de todo estaba su gran amigo, el danés Niels Bohr. Si Landau fue el gigante de la física soviética,

Bohr lo fue para la física occidental. Einstein y Bohr fueron los físicos más famosos del siglo

XX, pero fue Bohr quien desempeñó un papel fundamental en el desarrollo de la teoría atómica y

de la física cuántica, por lo cual recibió el Nóbel en 1922. Niels Bohr estableció en Copenhague

un instituto de investigación que durante los primeros decenios del siglo XX se convirtió en el

centro de gravedad de la física. Fue él quien desarrolló el hoy muy conocido modelo del átomo,

aquel que suele representarse como una caricatura en la que aparece un núcleo central orbitado

por pequeñas esferitas (los electrones) — una especie de sistema solar en miniatura. La pieza

teatral “Copenhague” de Michael Frayn catapultó recientemente a un lugar de prominencia en el

mundo del teatro y la historia la dimensión histórica de este personaje. En ella se reconstruye la

misteriosa visita que le hizo Werner Heisenberg a Bohr en septiembre de 1941. Heisenberg, el

del principio de incertidumbre, se quedó en Alemania trabajando para los Nazis y durante su

viaje de 1941 a Copenhague, entonces bajo ocupación Nazi, se reunió con su mentor y amigo

Niels Bohr, con quien trabajó por largos años desde su primer encuentro en 1922. Esta reunión

quedó encubierta por el misterio debido a la forma abrupta como terminó y al giro que le dio a la

relación entre Heisenberg y Bohr, hasta entonces amistosa. Los pocos documentos que perduran

dan a entender que en esa conversación afloró el tema del programa Nazi para desarrollar la

bomba atómica. Qué pasó en esa reunión y por qué el desenlace fue tan inesperado y turbulento

son de tiempo atrás controvertidas incógnitas que han servido para atizar el fuego de la

especulación histórica. La irremediable confluencia de la física atómica con la historia de la II

Guerra Mundial fue otro escenario en el que Bohr desempeñó un papel decisivo. En enero de

1939, Gamow esperaba a Bohr en su casa en Washington, después de regresar de un largo viaje

trasatlántico Bohr le comunicó a Gamow la noticia que partió la historia de la guerra en dos: Los

alemanes habían logrado la fisión nuclear. Esa visita de Bohr a los Estados Unidos y su

portentoso mensaje dieron comienzo al proyecto Manhattan; el resto se encuentra en los libros de

historia.

Dejaremos el paréntesis histórico en las turbias aguas de la física atómica y de la guerra

para retomar el hilo del escape de Gamow. Como Gamow no apareciera en el congreso de Roma



68

sus amigos se sintieron aún más asaltados por la sospecha de que el científico se encontraba en

alguna circunstancia difícil. Bohr aprovechó la ocasión del Congreso de Solvay para hacer que a

Gamow le fuera extendida una invitación formal. Empero, de nada serviría una invitación

dirigida a Gamow a título personal. Para lograr el objetivo, la invitación tendría que ser dirigida

de estado a estado. Bohr convenció entonces al famoso físico francés Paul Langevin —miembro

del comité organizador del Congreso de Solvay y gerente del Comité de Cooperación Científica

Franco-Rusa— de la conveniencia de extender una invitación oficial. Podría decirse que el

Congreso de Solvay tiene sus parecidos con un gran festival de rock que reune los expositores

más famosos. Al sistema soviético le interesaba mandar emisarios a estos eventos pues le

convenía que aprendieran los secretos de la ciencia capitalista sin tener que revelar los secretos

de la ciencia del proletariado. Gamow asistió al congreso y no regresó a la Unión Soviética.

Después del simposio que le abrió las puertas de Occidente, Gamow aceptó una invitación

para asistir a un curso de verano en la Universidad de Michigan; durante su estadía en Ann Arbor

recibió una oferta de trabajo de la Universidad de George Washington, en la capital de Estados

Unidos. En las fotos que circulan de Gamow cuando trabajaba en Washington aparece la cara de

un personaje amigable que esconde mal un destello de picardía. De hecho, entre sus colegas

Gamow tenía fama de no desaprovechar muchas oportunidades para dejar salir su espíritu

bromista. Una de las ocasiones más conocidas ocurrió cuando le preguntó al físico nuclear Hans

Bethe si podía incluir su nombre en la lista de autores de un artículo que había escrito con su

estudiante, Ralph Alpher, y que en ese momento preparaba para la publicación. Con Bethe

incluido, la lista de autores formaba la frase Alpher, Bethe, Gamow, en rima con “alfa, beta,

gama”, las tres primeras letras del alfabeto griego que formarían una alusión que venía como

anillo al dedo para el tema del artículo — el origen de los elementos químicos en el universo.

Gamow fue una figura de grandes proporciones, no solo por su talla inusual sino también

por sus contribuciones significativas a tres de las más importantes áreas científicas del Siglo XX:

la física nuclear, la cosmología y la genética. Gamow comenzó sus estudios en física en la

universidad de su ciudad natal de Odessa, en Ucrania, pero al ver el precario estado de la

universidad, en 1925 decidió trasladarse a San Petersburgo (Petrograd en aquella época) donde la

física gozaba de mayor atención. Allá estudió con el profesor Alexandre Friedmann y luego



69

terminó sus estudios de doctorado en física nuclear en Göttingen. Niels Bohr, impresionado por

su trabajo en Göttingen, lo invitó en 1928 a que hiciera una pasantía en su instituto en

Copenhague. Fue allí donde aplicó los conceptos de la naciente física cuántica para desarrollar

una teoría del núcleo atómico y para explicar por primera vez cómo es que ocurre un tipo de

radiactividad natural llamada radiactividad alfa. El fenómeno de la radiactividad sorprendió a los

físicos mecanicistas del siglo XIX, quienes vivían bajo la ilusión de que toda explicación posible

giraba en torno a palancas, fuerzas, acciones y reacciones. Esta concepción determinista del

mundo se desmoronó cuando el físico francés Henri Becquerel anunció en 1896 que de los

sólidos átomos de los mecanicistas se desprenden emanaciones capaces de dejar impresiones en

placas fotográficas. Madame Curie descubrió el elemento químico radio y observó que este

produce mucha más radiación que las sales de uranio de Becquerel, hecho que motivó a los

esposos Curie para dar el nombre de radioactividad a este inesperado fenómeno.

Gracias a los textos escolares un buen número de personas tiene grabada en su mente la

imagen de un Newton, sentado debajo de un manzano, cuyas ideas son sacudidas a la acción

cuando una manzana cae del árbol y lo golpea en la cabeza. La fábula en la cual la fruta

interviene de manera tan oportuna es la imagen favorita para mostrar que la gravedad es la fuerza

que lo atrae a uno al centro de la Tierra. Sin embargo esta fuerza no solo afecta a las criaturas

que deambulan por la superficie del planeta, los objetos astronómicos también están bajo el

influjo de la atracción gravitacional. De hecho, fue Newton quien se dio cuenta de que la

gravedad actúa igual sobre la luna y sobre la manzana. El científico y filósofo inglés también fue

quien ideó las leyes de la mecánica que hoy se enseñan en el bachillerato y en las universidades.

Estas leyes, publicadas en su notable tomo, los Principia, aún sirven de guía a los ingenieros

para construir edificios, lanzar cohetes y calcular trayectorias. La posibilidad teórica de un

universo en expansión ya existía desde los tiempos de Sir Isaac Newton en 1687 y de su teoría de

la gravedad universal. Las galaxias dispersas a lo largo del espacio se atraen entre ellas por la

acción de la gravedad, lo cual quiere decir que si esperamos suficiente tiempo, todas las galaxias

terminarían juntas en el mismo punto. Otra posibilidad que cabe en la teoría de Newton es que un

impulso inicial puso a las galaxias en movimiento expansivo, como en el , que se va frenando

por la atracción gravitacional. En todo caso lo que resulta de la teoría de la gravedad de Newton

es un universo dinámico, pero esa noción no es aceptada ni por el mismo Newton ni por los



70

filosofos de la época. Sin embargo, el tema de la dinámica del universo como un todo se abordó

cuando Einstein formuló la teoría general de la relatividad y la aplicó al universo.

El jugador que mete el gol decisivo para ganar el mundial de futbol queda inmortalizado

por la fama y es colocado en el altar de los dioses del fútbol por los aficionados. Si quisiéramos

seguir con esta analogía, en física Einstein no metió sólo el gol de la victoria, Einstein superó

toda marca y metió cinco de esos goles ganadores. Cabría explicar que su primer gol ocurrió en

el momento en que atribuyó el movimiento desordenado de partículas muy finas en suspensión

en un líquido al choque de estas con las moléculas en el líquido. Estos estudios proveen una

prueba convincente de la existencia de átomos y moléculas. El segundo gol de Einstein se dio

cuando desarrolló la teoría de la relatividad especial y transformó así de tajo la noción clásica de

espacio y tiempo. Consecuencia extraordinaria de la relatividad es que la duración de un evento

depende del estado de movimiento del observador y que la masa de un objeto se puede convertir

en energía. El tercer gol consistió en el desarrollo de la teoría de la relatividad general según la

cual la gravedad es generada por los cambios en el espacio que produce la presencia de objetos

masivos, como cuando el invitado más gordo de la fiesta se sienta a nuestro lado en el mullido

sofá. En el cuarto encontró las formulas que explican cómo la luz se puede organizar para

producir rayos láser. Y, finalmente metió el quinto gol cuando afirmó que la luz se comporta

como corpúsculos sólidos que al chocar con una lámina de metal pueden arrancar electrones. El

fenómeno estudiado en este último gol se llama efecto fotoeléctrico y fue este descubrimiento el

que en 1921 lo hizo acreedor al premio Nóbel de física. Einstein murió en Princeton en 1955. De

haber sobrevivido unos años con toda seguridad habría sido premiado con otros dos o tres Nóbel.

El anterior es un resumen muy corto de los cinco goles de Einstein, pero él también es famoso

por el gol que no metió (¡algo que no ocurre con mucha frecuencia en el futbol!): me refiero a la

predicción más atrevida e impresionante en la historia de la ciencia, una predicción que Einstein

tenía en sus manos desde 1917 pero que no había notado — o, si la notó, la suprimió por

prejuicios teóricos. Einstein habría podido anticipar la expansión del universo porque así lo

reclamaban sus mismas ecuaciones de la relatividad general. Fue Friedmann, el profesor de

Gamow en San Petersburgo quien sí supo rematar la jugada y meter ese gol. Friedmann usó la

teoría de la gravedad de Einstein para estudiar al universo en su totalidad y en 1922 encontró

soluciones a las ecuaciones de la relatividad general en las cuales el espacio en su totalidad sufre



71

una expansión en el tiempo. El pobre Friedmann murió tres años después de que sus cálculos

fueran publicados, y no pudo saber que su predicción de la expansión del espacio fue

comprobada cuatro años más tarde cuando Hubble y Humason observaron el movimiento de

recesión de las galaxias. Friedmann, olvidado por todos murió enfermo de neumonía sin saborear

la gloria de su monumental contribución al avance de la cosmología. Al comienzo, Einstein

rechazó la conclusión de la expansión del universo y mostró poco interés por esos cálculos.

Luego, en el invierno de 1930-1931, viajó a Pasadena para ver los resultados de Hubble y se

volvió a interesar por la cosmología.

La teoría de la gravedad de Einstein no dice exactamente cómo es el universo. Es más bien

un formalismo que dice: si usted sabe cómo es la forma del espacio-tiempo, yo le puedo decir

qué fuerzas resultan y cómo se mueven los cuerpos, sean estos galaxias, planetas o trompos. El

espacio-tiempo son las coordenadas donde los eventos ocurren y Einstein encontró que la

naturaleza es tal que a la coordenada tiempo se le puede dar el mismo tratamiento matemático

que a las tres coordenadas de espacio (longitud, ancho y altura). De forma muy compacta, todo

lo que dijo Einstein con respecto a la gravedad se puede expresar en una ecuación tan sencilla

que cabe incluso en un libro de divulgación científica como este. He aquí la ecuación: G = T. Eso

es todo. G representa la forma o geometría del espacio-tiempo, T representa la distribución de

masa y las fuerzas resultantes. Como vemos, pueden existir tantas soluciones como queramos,

según cómo modelemos G. La ecuación “G = T” es la materia prima de la cual los teóricos

pueden tallar sistemas solares, agujeros negros o universos completos. Si estamos hablando de

un agujero negro, G toma una forma distinta a la que tomaría si se tratara de estudiar el sistema

solar.

Jugar con G y estudiar las formas que toma para diversos sistemas es en gran parte el

trabajo de los relativistas. Se pueden realizar carreras profesionales completas alrededor de G y

algunos han conquistado la fama hallando formas pertinentes de G a sistemas de interés. Una vez

que se tiene G, es posible plantear y estudiar las ecuaciones. Una de las primeras soluciones de

las ecuaciones de Einstein fue elaborada, en 1916, por el físico alemán Karl Schwarzschild,

quién exploró la forma que debe tomar G para los agujeros negros. Schwarzschild encontró que

si una estrella que contiene 1.4 veces la masa del sol se concentra en una bola de solo 2



72

kilómetros de radio, la deformación del espacio-tiempo es tan intensa que toda la luz que

produce la estrella queda atrapada para siempre dentro de este horizonte de 2 kilómetros. En

cosmología el trabajo de Friedmann fue explorar la forma que debe tomar el término G para un

sistema gravitacional que contiene al universo en su totalidad. Así fue como encontró que el

universo admite un comportamiento dinámico, que el espacio se puede expandir o compactar y

que tiene una historia y que por lo tanto podemos hablar de un tiempo cósmico. Con la teoría de

la relatividad, Friedmann se encontró con la expansión del universo. Mediante el uso de la

matemática, un simple cuaderno y un lápiz, Friedmann extrajo de la materia prima “G = T” un

universo en expansión, así como Michelangelo extrajo del mármol un Moisés. Un concepto

similar al de Friedmann fue desarrollado independientemente por un alumno de Arthur

Eddington, el sacerdote jesuita belga Georges Lemaitre5, quien reconoció de inmediato en el

universo dinámico la atractiva posibilidad de reconciliar la narrativa bíblica del origen del

mundo con los avances más recientes de la física teórica. Lemaitre concluye que si el universo

cambia en el tiempo y está en expansión, en el pasado el universo estaba necesariamente

concentrado en un punto, o “átomo primigenio”, como él lo llamó. Para Lemaitre el origen del

universo sugerido en las ecuaciones es consistente con la idea de la creación. Empero, él negó

siempre que sus creencias religiosas influyeran su trabajo científico. Lemaitre decidió estudiar

física después de ser combatiente en la Primera Guerra Mundial. Terminó con máximos honores

su doctorado en física en la Universidad Católica de Lovaina en 1920, el mismo año en que

ingresó al seminario. Más adelante estudió relatividad general en Cambridge, con Eddington, y

viajó a los Estados Unidos para trabajar con Harlow Shapley en el estudio de las nebulosas

espirales.

Un racionalismo exuberante impregnaba las primeras décadas del Siglo XX y, como era de

esperarse, los teóricos recibieron con frialdad el modelo del universo de Friedmann y Lemaitre,

modelo que, además de sus matices bíblicos, era rechazado por Einstein, el científico más

influyente en ese entonces. Eddington, cuya opinión también pesaba entre los astrofísicos,

entendió y aceptó el trabajo de Friedmann pero no estuvo de acuerdo con la implicación de que

el universo tiene un comienzo en el tiempo. Para él, existía una parte no explorada de las

ecuaciones que algún día explicaría la expansión sin necesidad de un punto de origen. Fue en

Inglaterra donde se sintió la reacción más fuerte en contra de la indecorosa propuesta del cura



73

Lemaitre, y fue Fred Hoyle6 en quien el rechazo visceral a un universo en expansión se encarnó

con máximo vigor.

No podría probarlo pero aun así me atrevería a decir que la estereotipada imagen del nerdo

fabricada por Hollywood tomó su inspiración en la figura de Hoyle. Es difícil no llegar a esa

conclusión después de ver las fotos de Hoyle tomadas en los años 50 y en las que aparece con el

cabello cortado a ras, un gran copete, anteojos de marco ancho y vidrio grueso, pantalones

holgados y sostenidos por el cinturón a mitad de camino entre el tórax y la pelvis, e innumerables

estilógrafos y reglas que asoman por encima del bolsillo de la camisa. Hoyle nació en 1915 en

Yorkshire y fue un brillante estudiante de matemáticas en la Universidad de Cambridge, donde

se graduó en 1936. Para su doctorado trabajó con el profesor Paul Dirac, uno de los padres de la

teoría cuántica, y de ese trabajo salió su primera contribución significativa a la astrofísica:

desarrolló un modelo estelar físico a partir del cual se puede calcular el brillo de una estrella

como función de su masa. Hoyle se convirtió en el astrónomo más famoso en Inglaterra.

Escribió libros de divulgación científica, aparecía en la radio y la televisión, y hasta una de sus

novelas de ciencia ficción sirvió de base para un programa de televisión. El editor de la revista

científica Nature dice que Hoyle tenía una imaginación descomunal y lo califica como “el

„Leonardo‟ de Inglaterra”7, aunque no sobra advertir que el editor de Nature también es inglés.

Cuando el ahora muy conocido astrofísico Stephen Hawking comenzó su doctorado en 1962,

eligió a Hoyle como director de tesis. Sin embargo, Hoyle era muy popular, ya tenía muchos

estudiantes y no pudo recibir a Hawking en su grupo, lo cual es una lástima por muchas razones,

entre las cuales, un poco frívola está que ¡habría sido interesante ver cómo serían las peleas entre

Hoyle y Hawking!

Hoyle y sus colegas, igual que muchos otros físicos teóricos, admiraron en la teoría de

Einstein las simetrías que introdujo al pintar el espacio y el tiempo con el mismo pincel, al

otorgarle al tiempo el mismo lugar que a las coordenadas del espacio, y al formar una teoría que

era un placer estético contemplar y admirar. Estudiar la teoría de Einstein puede producir el

mismo sentido de deleite ante la belleza que produce escuchar una sinfonía de Beethoven o

contemplar una escultura de Michelangelo. Sabemos que una sinfonía de Beethoven es perfecta y

que es una obra de arte acabada porque cuando vemos la obra podemos apreciar de inmediato



74

que no podría ser de otra forma. La teoría de la relatividad general de Einstein inspira

sentimientos similares. Se impone, coherente y completa, como un hermoso templo donde no

queda ni el más mínimo detalle por pulir. Para Hoyle, la propuesta de Lemaitre irrumpía

groseramente en ese templo y daba al traste con la simetría en el tiempo al imponer un tiempo

cero donde ocurre la aparición del universo. Es más o menos como si partiéramos por la mitad la

5ª sinfonía de Beethoven para introducir una ranchera justo en mitad del segundo movimiento.

Ahora el tiempo queda partido en dos, en un antes y un después, algo que no sucedía con el

espacio, es decir con el resto de las dimensiones de ese continuo espacio-tiempo de Einstein. Las

nociones irreverentes de Lemaitre no solo destruyen la simetría de la teoría sino que también

insertan la detestable idea de un tiempo cero donde la teoría se rompe. Si uno escribe las

ecuaciones que describen la dinámica del universo y pone que la variable de tiempo es igual a

cero, cualquier cálculo que intentemos hacer da un resultado igual a infinito. Los matemáticos no

se molestan con esta situación y la despachan con tranquilidad insertando el rótulo de

“singularidad” a lo que ocurre a tiempo igual a cero. Para los físicos, por el contrario, producir

un resultado igual a infinito es la peor pesadilla porque ese resultado pierde contacto con el

mundo físico. Hoyle no estaba dispuesto a permitir semejante insolencia y se negó a aceptar un

modelo del cosmos que incorpora un comienzo en el tiempo y que no se puede estudiar porque la

teoría se rompe en ese momento. Para él, el hecho de que el origen mismo del universo estuviera

fuera del alcance de la ciencia era una razón poderosa para descartar el modelo. No obstante el

problema de la singularidad, para hacer aceptable el modelo del big bang bastaba con reconocer

los límites de la teoría y considerar que la relatividad no se puede aplicar a tiempo igual —o

cercano— a cero porque el tamaño del universo se reduce tanto que hay que tener en cuenta los

efectos de la física cuántica. El matrimonio de la física cuántica con la teoría de la gravedad aun

no se ha podido consumar, pero a escalas macroscópicas la relatividad general se puede usar

separadamente de la física cuántica sin ningún problema.

Si se tienen en cuenta los prejuicios del momento, era de esperarse que el universo fuera

estático. Y estático fue el universo que Einstein encontró cuando aplicó su teoría al universo

como un todo. Luego Friedmann descubrió que en ese ejercicio Einstein cometió un error

algebraico al derivar la solución que resultaba en un universo estático. Cuando Einstein corrigió

el error y se dio cuenta de que su propia teoría producía universos dinámicos, los eliminó por



75

decreto y cambió la teoría. Einstein plantó en sus ecuaciones un término adicional que se encarga

de prohibirle al universo que vaya por ahí inflándose sin permiso. Modificó su ecuación así: G -

Λ = T. El nuevo término Λ, representado con la letra griega lambda, le pone al universo una

chaperona para vigilar que se quede bien quietecito. Friedmann mostró que introducir un punto

cero en el tiempo y por lo tanto una historia dinámica del universo a partir de ese instante no

contradecía la teoría de la gravedad de Einstein; por el contrario, es consecuencia de la teoría. Al

final el mismo Einstein terminó aceptando el trabajo de Friedmann, aunque de manera algo

reticente, pero Hoyle, sus colegas y sus estudiantes se sostuvieron en la posición dura en contra

del concepto de un universo dinámico con un origen en el tiempo. La respuesta de Hoyle a los

modelos de Friedmann y Lemaitre fue el desarrollo de una cosmología alternativa —el modelo

de creación continua o “estado estacionario”— en la cual puede ocurrir la expansión pero sin que

se requiera un comienzo en el tiempo. En un programa radial de la BBC de Londres en 1952,

cuando hablaba sobre el modelo del universo en expansión a partir de un “átomo primordial”,

Hoyle se refería a aquella propuesta y en tono despectivo la bautizó como la teoría del “big

bang” o gran explosión. Irónicamente, la expresión big bang echó raíz y hasta hoy es el nombre

oficial de la teoría del origen y evolución del cosmos que en la actualidad acepta la mayoría de la

comunidad científica pero que fue rechazada hasta el final por Hoyle y su séquito.

La idea original de la alternativa al big bang se le ocurrió al científico austriaco Thomas

Gold8. Gold nació en Viena en 1920 pero su familia huyó del nazismo y se refugió en Londres.

Declarado sospechoso por su origen austriaco, los ingleses le dieron “el tratamiento

Guantánamo” y lo mandaron a un campo de detención de enemigos. Lo único bueno que resultó

de esa detención fue que durante ella conoció al compatriota Herman Bondi, quien sería otro

importante colaborador en sus futuras tareas de cosmólogo. Irónicamente, más tarde el gobierno

de Inglaterra lo empleó para trabajar en el desarrollo del radar. En ello trabajó con Hoyle y

Bondi. Durante esos años, Hoyle logró despertar en Gold y en Bondi un gran interés en la

astrofísica y después de la guerra los tres regresaron a Cambridge a trabajar juntos en los

problemas más salientes de la astrofísica. Uno de esos problemas “apremiantes” era el que

manifestaba el big bang con la edad del universo. De acuerdo con el big bang, los datos

disponibles antes de 1950 llevaban a concluir que la edad del universo era menor a la edad de la

Tierra, una inconsistencia que en un instante dejaba fuera de concurso al big bang. Para poder



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tener un universo en expansión que a la vez fuera uniforme, Gold propuso el mecanismo de

creación continua de la materia; así eliminaba la abominable singularidad y se resolvía el

problema de la edad de la Tierra y del origen del tiempo. Un universo dinámico y al mismo

tiempo estacionario es como el río cuyo fluir mantiene las aguas en un movimiento perpetuo

pero cuya superficie aparece tranquila y estable: el río sigue siendo el mismo río de siempre.

Esta idea fue desarrollada vigorosamente por el trío Hoyle, Bondi y Gold, quienes en 1948

publicaron los dos artículos9 donde se lanzó oficialmente al escrutinio de la comunidad científica

el modelo de “estado estacionario”.

Para entender cómo trabaja el modelo estacionario del universo y cuál es la diferencia con

el big bang, vamos a imaginar que el universo es un pan de pasas en el horno. Las pasas

representan las galaxias, la masa de pan es el espacio donde viven las galaxias. A medida que el

pan se hornea, este crece y las pasitas se van alejando una de la otra de forma análoga a la

expansión del espacio observada por Hubble. Pues bien, aquí está la diferencia: en el modelo de

big bang la masa de pan es constante, el pan crece en el horno de manera que la densidad

disminuye a medida que el pan crece. En el modelo de estado estacionario tenemos a un

panadero neurótico a quien no le gusta ver que el pan baje de densidad. Este panadero se cuadra

frente al horno y se dedica a inyectarle masa y pasas continuamente al pan para que este se

mantenga con una densidad constante. Como vemos, el panadero del big bang puede decir que

su pan tiene una historia en el tiempo: al comienzo era denso y las pasitas estaban muy cerca las

unas de las otras, pero al pasar del tiempo las pasas se alejan y la densidad disminuye. Por otra

parte, el panadero del estado estacionario dice que no importa a qué hora se mire su pan en el

horno, este tiene la misma densidad y las pasas mantienen la misma distancia promedio entre

ellas. Según Hoyle, la producción espontánea de materia que requiere el modelo estacionario es

“aproximadamente un átomo por siglo en un volumen equivalente al ocupado por el edificio del

Empire State”. Hoyle y compañía argumentaban que avanzar una teoría que reposa sobre el

supuesto de una generación espontánea de materia y que requiere una rapidez de generación más

bien baja no es tan absurdo como el big bang con su imposible exigencia de que toda la masa del

universo aparezca simultáneamente en un instante en el tiempo.



77

Tenemos dos modelos del mundo: el de Gamow, dinámico y con un comienzo en el

tiempo; y el de Hoyle, invariable, estacionario y eterno. Desde el punto de vista científico, los

dos son buenos modelos, o por lo menos así lo considera el filósofo austriaco Karl Popper (1902-

1994). Para Popper, profesor en la Escuela de Economía de Londres, una teoría es científica

cuando puede ser falsificada, es decir cuando la teoría hace predicciones atrevidas de fenómenos

nuevos; si las observaciones no son compatibles con la predicción, la teoría queda descartada. La

ciencia, en forma análoga a la evolución biológica, avanza gracias a un proceso de eliminación

de las teorías que no sobreviven. La noción de “falsificabilidad” fue una contribución de mucha

influencia en la filosofía de la ciencia ya que provee un criterio de demarcación entre la ciencia y

la seudociencia. El modelo de Hoyle afirma que el universo en el pasado se debe ver igual que en

el presente; la densidad de pasas en el pan es la misma independientemente de cuándo se observe

el pan. Esta es una predicción clara que se ajusta a la receta de Popper según la cual el modelo de

Hoyle queda falsificado y por lo tanto rechazado si al observar las pasas en el pan vemos que la

densidad era mayor en el pasado y que disminuye con el tiempo. Ahora bien, si efectivamente se

observa que la densidad de pasas en el pasado es mayor, según lo predice el modelo de Gamow,

es de suma importancia aclarar que ello no implicaría que el modelo de Gamow quede

confirmado. La máxima afirmación que podemos lanzar con respecto al modelo de Gamow es

que la observación de una mayor densidad de pasas en el pasado no ha falsificado ese modelo —

por el momento. Queda claro que no podemos decir que el modelo de Gamow queda confirmado

porque más adelante ese modelo puede quedar rechazado cuando otra de sus predicciones —a su

tiempo— no pase la prueba de la “falsificabilidad”.

La producción científica de Hoyle se canaliza en tres líneas de trabajo: la constitución

química de las estrellas, la producción de energía en las estrellas y la cosmología. Hoyle creó el

Instituto de Astronomía Teórica en Cambridge, pero no sin antes provocar una que otra pelea con

la universidad y el Concejo Nacional para la Ciencia del Reino Unido. La biografía de Hoyle es

rica en extravagancias que incluyen un sinnúmero de insensateces, como la idea de que la

evolución no existe y que los humanos fuimos creados por otros habitantes del universo más

inteligentes que los humanos. También propone que los virus que causan epidemias de gripa

vienen del espacio. Estas excursiones de la razón, sumadas a la propensión de Hoyle por discutir

con todo el mundo, llevaron a otros científicos a querer alejarse de él. Una ironía descomunal,



78

que muestra dramáticamente cómo la ciencia no progresa sobre una línea ni sigue un método

aséptico, es que el trabajo más importante de Hoyle fue solucionar el problema más grave del big

bang. Hoyle descubrió una propiedad importante del elemento carbono que le permitió explicar

la producción de los elementos químicos más allá del hidrógeno en reacciones que ocurren en las

estrellas. En su trabajo en física nuclear, uno de los retos que Gamow decidió resolver fue hallar

el mecanismo que explicara la abundancia relativa de los elementos químicos en el universo. Fue

de hecho esa investigación la que llevó a Gamow a interesarse por la cosmología. El concepto

clave de Gamow es que el big bang es como un colosal horno donde se forman todos los

elementos químicos. El problema es que esta idea trabaja bien para producir solo hidrógeno y

helio que son los más livianos, pero de ahí en adelante ningún elemento pesado puede salir

directamente del big bang. La razón de la incapacidad del modelo de big bang para dar cuenta de

los elementos pesados es que el universo se expande muy rápidamente y en el proceso ocasiona

el enfriamiento del horno cósmico. Este hecho fue anunciado como una falla del modelo, ¡hasta

que vino Hoyle y lo salvó!, claro está. La idea de Hoyle de la producción de elementos pesados

en las estrellas fue luego ampliada en asocio con sus colegas William Fowler, Margaret Burbidge

y Geoffrey Burbidge con quienes en 1957 publicó el artículo definitivo sobre el tema. En 1983,

ese trabajo hizo merecedor a William Fowler del premio Nóbel, mas no a Hoyle.

Al igual que Gamow, como científico Hoyle tenía una imaginación desbordante, pero a

diferencia de aquél Hoyle exhibía un fuerte apego a sus teorías, lo cual representó un lastre para

el avance de su carrera. Edward Teller, el colega de Gamow en Washington, cuenta en su

autobiografía10

cómo la rutina de un día de trabajo comenzaba a las nueve de la mañana cuando

en una llamada telefónica Gamow le exponía una teoría nueva que se le había ocurrido la noche

anterior. Su trabajo era tratar de desbaratarla. La mayoría quedaba rechazada ipso facto, otras

florecían y se convertían en grandes avances en los campos de la astrofísica, la cosmología, la

física nuclear y la genética. La consistencia lógica es una condición de las buenas teorías, pero al

final las teorías vienen a ser juzgadas por la evidencia experimental. A ese respecto es interesante

contrastar la actitud de Gamow y Hoyle ante sus propias teorías. Un buen científico debe estar

listo para rechazar su propia teoría cuando la evidencia experimental muestra clara y

repetidamente que esta ha sido falsificada (en el sentido popperiano) ya que sus predicciones no

son consistentes con los resultados experimentales. De no ser así, hoy se estaría enseñando en la



79

universidad la teoría del flogisto, una sustancia encantada y famosa entre los alquimistas que se

inventó para explicar el mecanismo de la combustión. Históricamente se ha registrado en

múltiples ocasiones que —en su afán por ser los primeros— los experimentadores lanzan

evidencia experimental incipiente a favor o en contra de un modelo y se ven más tarde obligados

a retirar la supuesta “evidencia” cuando descubren un defecto en los datos originales. Por

ejemplo, el big bang no habría salido de la cuna si se hubiera rechazado con los primeros datos

de la expansión que implicaban una edad del universo menor que la edad de la Tierra. En

realidad, antes de descartar su teoría, el teórico busca la manera de ajustarla para ver si es posible

acomodarla a los nuevos datos del laboratorio. Sin embargo, al final son los datos los que

mandan. Gamow descartaba sus teorías con facilidad y ello jugó a favor del avance de su trabajo

científico. Por el contrario, Hoyle en su tesonera lucha por defender sus teorías, incluso ante la

evidencia experimental en su contra, se convirtió en un luchador que generaba controversia en

todos los temas que tocaba, pasaba a veces por pesado y era detestado por un sector de la

comunidad científica. Entre Martin Ryle —un radio astrónomo inglés que reportó observaciones

que contradecían su teoría del universo— y Hoyle se fraguó una batalla de más de 20 años que

causó mucho desprestigio en el campo de la cosmología, no solo entre los físicos sino también en

el público en general, ya que la pelea despertó el interés de los medios de comunicación. Las

observaciones de Ryle consistían en mirar al universo en el pasado a ver si las pasas en el pan, es

decir las galaxias, se distribuían con la densidad esperada del modelo de Hoyle. Los primeros

datos de Ryle indicaban que la distribución de pasas en el pan contradecía las predicciones del

modelo de Hoyle, lo cual fue suficiente para que muchos le dieran a dicho modelo el requiescat

in pace. Resultó que esas primeras observaciones de Ryle estaban plagadas de problemas y que

por tanto la conclusión no se podía mantener. Luego vino otro intento, también con problemas, y

luego otro. Por fin, al cuarto intento, los conteos de galaxias de Ryle, combinados con las

observaciones independientes de John Bolton, en California, arrojaron resultados concluyentes

en contra de la teoría de Hoyle. Sin embargo, Hoyle nunca aceptó los resultados y, antes bien,

veía en Ryle la encarnación de un complot diseñado para aniquilar su teoría. En cosmología

Hoyle se aferró a una posición ideológica más caracterizada por el deseo de derrumbar el big

bang que por afianzar su propia teoría. Hoyle decía que el big bang era un proceso irracional

que no podía ser descrito en términos científicos ni desafiado mediante observaciones. La

posición ideológica fuerte en contra del big bang, sumada a una personalidad tan dominante,



80

hizo que el debate cosmológico entre los años 1930 - 1960 sufriera una extrema polarización

entre los seguidores de los dos modelos cosmológicos. Gamow, por el contrario, era muy

pragmático y no se aferró con pasión a ninguna ideología ni permitió que sus teorías cayeran

presa de las ideologías. Tampoco se casaba con los temas; ni siquiera se casaba con determinadas

áreas de investigación. Pasaba con facilidad de la cosmología a la genética. Sabemos que desde

el punto de vista ideológico, Gamow rechazaba el dogmatismo del materialismo dialéctico del

sistema soviético, pero no hizo de ese rechazo un principio orientador para el desarrollo de sus

teorías. Con Gamow el problema estribaba en que era un tomador de pelo desenfrenado y por

tanto, aun en medio del debate candente entre el big bang y el estado estacionario, cedía al

impulso de hacer unas bromas que en nada contribuían a generarle respeto al big bang. Para

burlarse de Hoyle y de su teoría del estado estacionario, Gamow escribió una nota ridícula

titulada “El nuevo Génesis” donde exponía el big bang con un texto de corte bíblico que emulaba

el libro del Génesis11

. “Al comienzo Dios creó la radiación y el golem. Y el golem no tenía

forma ni número, y los núcleos atómicos deambulaban aleatoriamente ante la profundidad del

vacío. Y Dios dijo: hagamos el elemento número dos. Y se hizo el elemento número dos. Y Dios

vio el deuterio, y le pareció bueno.…”. Y la nota continúa en ese tono y Dios sigue creando los

elementos químicos hasta que llega al elemento número 5. Gamow escribió: “Y Dios dijo:

hagamos a Hoyle. Y Hoyle se hizo. Y Dios miró a Hoyle… y le pidió que hiciera elementos más

pesados de cualquier manera que se le ocurriera…”. En medio de la polarización ideológica que

se vivía en aquellos años en torno a la cosmología, para los ingleses este tipo de burlas eran un

golpe bajo. El congreso de Solvay de 1958, dedicado al tema de la estructura y evolución del

universo, fue organizado por los ingleses, pero Gamow, una de las figuras más importantes en el

tema del congreso, no fue invitado.

Hemos visto que en la actividad científica a menudo el desarrollo de una teoría no ocurre

de manera higiénica y lineal ni sigue los pasos del proverbial “método científico”. La cosmología

nos ofrece un ejemplo vivo de las complicaciones y la confluencia de factores sociales que

terminan dándole forma a una teoría científica. Unas personalidades fuertes, las inclinaciones

ideológicas, los egos inflados, las rivalidades, la seducción de la fama, la intolerancia y el

manejo de los medios de comunicación, todo forma parte del entorno social que acompaña la

actividad científica. La lección que se deriva es que la ciencia es apenas otra de tantas



81

actividades humanas y por lo tanto no es inmune a empantanarse, como ocurre en las otras

empresas humanas. La cosmología nos servirá de medio para explorar el importante asunto de si,

en comparación con otras aproximaciones al universo, la ciencia goza de ventajas epistémicas.

EL GRAN MATRIMONIO

Conocida la repulsión visceral de Gamow por la ideología del materialismo dialéctico reinante

en la Unión Soviética, cabría imaginarse que Gamow desarrolló la idea del big bang —un

concepto rechazado por el régimen soviético— por puro y legítimo desquite ideológico. Empero,

no fue así como ocurrieron las cosas. Gamow no andaba por ahí, como quien caza mariposas,

para ver si atrapaba una teoría del universo. En ese momento estaba interesado en solucionar un

problema de la física nuclear que ocupaba las mentes de físicos destacados. Gamow se encontró

el big bang en un matrimonio, mientras trabajaba en ese problema. Y, ¿cuál era ese importante

problema? Para 1930, las observaciones de los astrónomos ya habían revelado la composición

química del universo —y habían mostrado la preponderancia de los elementos hidrógeno y

helio— y los físicos se interesaron por explicar el origen de esos ingredientes del universo y la

razón por la cual se encuentran en la proporción observada.

Con los nuevos poderes adquiridos por los astrónomos gracias al espectroscopio, se hizo muy

real la posibilidad de hurgar lugares remotos del cosmos para buscar la receta fundamental del

universo. Para 1925, la astrónoma inglesa Cecilia Payne, la primera mujer en obtener un

doctorado en astronomía de la Universidad de Harvard, ya había comenzado a reconocer en los

espectros estelares una intimidad del universo totalmente inesperada. Todo parecía indicar que,

no importa hacia dónde miremos, el universo está hecho de los mismos elementos básicos.

Aunque al comienzo la comunidad de astrónomos no tomó muy en serio los hallazgos de Payne,

para 1930 ya el consenso era claro y confirmaba la tesis de Payne. En resumen, la receta del

cosmos es bastante sencilla: en un recipiente adecuado verter 75 cucharadas de hidrógeno y 25

de helio, espolvorear una pizquita de litio y una de deuterio al gusto, revolver los ingredientes

vigorosamente y servir caliente12

. Para que la receta quede bien preparada, es importante que

usted se familiarice con los ingredientes. Comenzamos con el hidrógeno, el elemento químico

más abundante en el universo y conocido por ser el elemento más sencillo — tiene sólo un



82

protón en su núcleo. El 62% de los átomos que forman el cuerpo humano son átomos de

hidrógeno. Seguimos con el helio, el gas con el que se inflan los globos de colores en las fiestas

infantiles. También es conocido porque cuando inhalamos un poco de este gas empezamos a

hablar como el ratón Mickey. El helio es un elemento que no se le pega a nada y se esfuma

rápidamente de cualquier recipiente donde lo coloquemos. Por eso fue difícil descubrirlo. De

hecho, el helio se observó por primera vez no en la Tierra sino en el Sol y de ahí su nombre,

derivado de helios, que es como se dice sol en griego. El astrónomo ingles Norman Lockyer

observó en 1868, durante un eclipse solar, las líneas características de este elemento en el

espectro de luz del Sol. La reveladora observación que nos informó sobre los constituyentes

básicos del universo es muy interesante. Sin embargo, sabemos que en el universo debe existir

una variedad más completa de elementos porque de lo contrario no estaríamos acá leyendo

tranquilamente. ¿De dónde vienen el nitrógeno en el aire, el oxigeno y el carbono que son la base

de la vida, y el hierro que encontramos en los edificios y en la sangre? La respuesta a esta

intrigante pregunta está entrelazada con la respuesta que le da Gamow a la pregunta sobre cómo

se originaron los elementos primordiales del universo. ¿De dónde vienen los elementos químicos

en el universo y qué explica las abundancias relativas? Como ya advertimos, Gamow se encontró

la respuesta en un matrimonio. Empero, antes de pasar a los detalles del anunciado matrimonio,

es preciso ambientar la escena con algunos acontecimientos importantes que precedieron el

evento.

La polaca Marie Sklodowska13

no solamente fue la primera mujer en obtener un doctorado en

Francia, sino que se estima que su trabajo de investigación ha sido la tesis doctoral de mayor

influencia en la historia de la ciencia. Como si eso fuera poco, seis meses después de defender su

tesis, ella, su esposo Pierre Curie y el francés Henri Becquerel recibieron el premio Nóbel de

física en 1903 y en 1911 Marie recibió un segundo premio Nóbel, esta vez en química, en

reconocimiento por haber descubierto los elementos radio y polonio. A pesar de la abrumadora

aclamación internacional que se le ofreció a Madame Curie, la Academia de Ciencias de Francia

rechazó su nominación y se negó a postularla como miembro pues cedió a las presiones de una

prensa que la pintaba como extranjera, no lo suficientemente francesa para ese honor y

posiblemente de origen judío.



83

Madame Curie se interesó por un extraño fenómeno de la naturaleza que se manifestó

accidentalmente cuando Becquerel se dio cuenta de que, en contacto con el mineral uranio, una

placa fotográfica exhibía marcas como si hubiese sido expuesta a la luz, y ello a pesar de que la

placa había sido cuidadosamente envuelta para aislarla de la luz. En el proceso de estudiar este

fenómeno descubrió una forma no conocida de energía que emana de los átomos. En un artículo

publicado en 1898 empleó por primera vez el término radiactividad para referirse a estos rayos.

Más tarde se pudo determinar que esos rayos penetrantes son de tres tipos distintos de radiación

y se les da el nombre de radiación alfa, beta y gama. Durante años los científicos hablaron de los

rayos alfa, beta y gama sin saber realmente qué eran. Inclusive se identificaron aplicaciones

médicas para la radiactividad y surgieron plantas para la producción industrial del mineral radio.

Situaciones como la anterior se presentan con frecuencia en el ámbito científico: se observa un

fenómeno nuevo, se introducen términos para referirnos al fenómeno y se incorpora en la

práctica científica mucho antes de desvelar en forma convincente la naturaleza de tal fenómeno.

Lo importante es no aceptar la ilusión de que poner rótulos a lo desconocido equivale a ganar

entendimiento sobre el fenómeno. En los años que siguieron al descubrimiento de la radiación se

estudiaron sus efectos y sus interacciones, pero aún no se conocía su naturaleza. Se sabía que la

radiación alfa eran partículas de carga positiva, cuatro veces más pesadas que un átomo de

hidrógeno y capaces de penetrar una lámina delgada de aluminio. Se entendía que la radiación

beta, por el contrario, son partículas muy ligeras que exhiben carga negativa y pueden penetrar

fácilmente una lámina de aluminio de cinco centímetros de grueso. La radiación gama se

comportaba como los rayos X —también recientemente descubiertos por Wilhem Conrad

Roentgen— es decir como luz (sin masa) pero con mucho mayor poder de penetración: un rayo

gama puede atravesar un bloque de concreto de un metro de ancho. ¡Increíble que toda esa

radiación salga de un átomo! En resumen, Madame Curie partió el átomo —hasta entonces

considerado una partícula sólida e indivisible— y con ello asestó el golpe que inició la

demolición del majestuoso templo de la mecánica clásica; las esperanzas del racionalismo

comenzaron a resquebrajarse. La crisis de la mecánica clásica le abrió paso a la teoría cuántica

que hizo su entrada en escena como una modelo exótica y deslumbrante y desfiló con pasos

firmes por la pasarela de comienzo de siglo, rodeada por unos viejos enclenques que no

entendieron su mensaje seductor. Para explicar la radioactividad observada por Becquerel y por

Madame Curie hubo que esperar a que la teoría cuántica madurara. Sin embargo, ya para 1913



84

teníamos un modelo del átomo que funcionaba bien y durante los años 1920 al 1933 se trabajó

intensamente en la teoría del núcleo atómico. En asocio con su amigo Niels Bohr en

Copenhague, Gamow desarrolló una teoría del núcleo. Durante su paso por Gottingen y como

parte de sus estudios doctorales, Gamow aplicó la teoría cuántica al núcleo y explicó la radiación

alfa. La aplicación de la naciente física nuclear para resolver los problemas de los astrónomos,

—como el origen de los elementos y la fuente de energía en las estrellas— comenzó a dar

resultados prometedores con la investigación de Bethe, otro amigo de Gamow. Y como Bethe era

un invitado especial a la anunciada boda, vale la pena presentarlo en mayor detalle. El físico

alemán Hans Bethe, de madre judía, obtuvo su doctorado en física teórica en la Universidad de

Munich en 1928. Enseñó en la universidad de Tubingen, pero pronto perdió el cargo como

consecuencia de los edictos antisemitas de Hitler. En 1933 salió de Alemania y durante un año

dictó clases en la universidad de Manchester, seguido por otro año en la universidad de Bristol.

En 1935 aceptó un cargo en la Universidad de Cornell, en la ciudad de Ithaca (Nueva York).

Después de asistir a un simposio de física teórica en 1938 Bethe enfocó su atención en el

problema de la generación de energía en el Sol y otras estrellas, problema que resolvió en seis

semanas cuando propuso que la fuente de energía de las estrellas son reacciones nucleares en las

cuales se forma helio a partir de hidrógeno. Por esta contribución a la astrofísica recibió el

premio Nóbel en 1967. La idea de Bethe de aplicar la física nuclear a las estrellas ha dado

generosos dividendos a los teóricos que investigan el origen de los elementos y el

comportamiento de las estrellas. Los avances teóricos nos indican que las estrellas son

potentísimos reactores nucleares en los que la presión de la gravedad hacia el centro eleva la

temperatura al punto de permitir reacciones nucleares en las que se forman nuevos elementos

químicos. Y ahí está la explicación del origen de los elementos más pesados como el carbono y

el hierro en nuestro cuerpo. En resumen, los átomos que conforman nuestro planeta y nuestro

cuerpo fueron producidos en esos reactores nucleares que aparecen en la noche como mansos

puntitos en el cielo profundo. Todos los libros de divulgación científica que tratan el tema del

origen de los elementos incluyen una cita famosa del astrónomo Carl Sagan. Queriendo

favorecer la originalidad, el autor de este libro no quería repetir la cita de Sagan, pero esta es

muy apropiada y está además revestida de un toque poético que la hace irresistible. Entonces,

hela acá: “Somos polvo de estrellas que mira hacia las estrellas…”. Empero, ¿Cómo llegaron a

nuestra sangre esos átomos de hierro formados en las estrellas? De nada sirve tener un reactor



85

nuclear que produce hierro por allá en el firmamento si no podemos transportar el material a

nuestra vecindad. Por suerte, las estrellas explotan y dispersan todos los átomos al espacio en

nubes en las que luego se forman planetas donde surge la vida y surgen lectores con hierro en la

sangre. En otras palabras, no padecemos de anemia crónica gracias a que las estrellas explotan.

Sin embargo, nos llega de esa fuente no solo el hierro, sino también el carbono, el oxígeno y

todos los elementos de la vida. Durante la explosión misma también se producen nuevos

elementos. El oro de la consabida argolla de matrimonio se formó durante la explosión de una

estrella. Cuando una estrella explota, en el cielo aparece súbitamente una estrella muy brillante

que los astrónomos llaman supernova.

Bethe explicó con éxito cómo se genera la energía termonuclear en las estrellas y con ello de una

vez demostró que aplicar la física nuclear a la solución de problemas astrofísicos se constituye en

un poderoso instrumento. Motivado por este precedente y en busca de solucionar el problema de

la abundancia de los elementos, Gamow dirigió la mirada a la física nuclear del universo

primigenio. El hecho de que todas las galaxias tengan en promedio la misma composición

química le sugirió a Gamow que los elementos químicos comparten un origen pre-estelar común.

Y Gamow encontró ese origen común en el big bang. Por un lado, Gamow conocía el trabajo de

Bethe y sabía que en condiciones de alta temperatura se puede producir helio a partir de

hidrógeno. Por otro lado, Gamow se dio cuenta de que como el universo se expande, entonces su

pasado ha debido soportar altísimas temperaturas que brindaban la posibilidad de que se

produjeran reacciones nucleares. La genialidad de Gamow se manifestó en haber aplicado la

física nuclear al modelo del universo en expansión — teoría que hasta el momento era un

ejercicio de los matemáticos. El matrimonio propiciado por Gamow entre la física nuclear y la

relatividad general (ver invitación) resolvió el problema de la abundancia de helio e hidrógeno en

el universo y de paso dio comienzo a la cosmología física moderna.



86

Figura 3-2. La invitación al matrimonio propiciado por Gamow

ANALOGÍA DEL COSMOBUS

En esta sección me propongo describir la historia térmica del universo haciendo uso de la

analogía en la cual las partículas elementales son personas y el universo es un autobús repleto de

ellas. Todo lo que puede ocurrir en el universo ocurre en este bus imaginario, que más se parece

a un circo exótico que se expande y que está lleno de pasajeros alborotados. Usar el género

literario para explicar la cosmología, ¿por qué no? El tema de la cosmología científica ya ha sido

considerado en la literatura y la poesía. En Cosmicomice14

, Italo Calvino coloca a sus personajes

justamente en el centro de la juerga cósmica como testigos del origen del universo; en Canto

cósmico15

Ernesto Cardenal ofrece una versión poetica del big bang, que a propósito resulta ser

muy precisa; en Eureka Poe ofrece una teoría (pre big bang) cuasi mística sobre el origen del

universo. Sabato también personifica las partículas elementales16

y yo diría (mi interpretación)

que en “El Aleph”17

Borges está representando el big bang. Estas manifestaciones literarias de la

cosmología están alineadas con la noción antropológica de la cosmología como la codificación

de la cosmovisión dentro de una cultura.



87

El uso de términos especializados pueden dificultar la lectura, lo importante es reconocer que

detrás de los vocablos técnicos hay conceptos entendibles; es decir, no dejemos que las palabras

nos espanten ni nos hagan salir corriendo del tema, pues este no es tan duro de entender ni

requiere de estudios tan sesudos. Ciertos asuntos que nos parecen cotidianos, como la economía,

van acompañados de su propio vocabulario: inflación, producto interno bruto, tasa de cambio,

déficit y otros son términos de significado preciso que no solo están accesibles a los economistas

sino que ya están en boca del público general. Las palabras que el lector se encontrará en este

libro —como electrón, fotón, o neutrón— forman parte del léxico de la vida moderna (¡y, como

beneficio agregado, manejarlas como corresponde en conversaciones de coctel sirve para

impresionar a la concurrencia!). Imaginemos frases como “estoy contento con mi nueva

televisión de pantalla plana porque emite más fotones por unidad de área que esas televisiones

antiguas”. Como autor, podría tratar de limitar el uso de ciertos vocablos que parecen complejos

y aun así garantizar que los conceptos —que es lo que importa— fueran debidamente

transmitidos y quedaran bien entendidos. Sin embargo, he optado por utilizar algunos términos

especializados no solo para darle al lector el gusto de poder impresionar a sus rivales con el buen

uso de lenguaje pedante, sino también para que el lector pueda entender escritos más

“avanzados” sobre el tema.

Después del anterior desvío aclaratorio, ahora sí, señores y señoras, prepárense para el

esplendido festín del cosmobús. Habrá relajo, vallenatos, mucho baile, y una fantástica agitación.

Lo que están a punto de presenciar ocurrió solo una vez en el universo y son pocos los que aún

tienen memoria del evento. Antes de comenzar el espectáculo permítanme presentar a los

personajes de esta noche (ver la foto familiar), porque nunca podrían imaginar que apenas cinco

personajes, cuyos nombres riman con “tron” pudieran causar tanta conmoción. En primer lugar

tenemos al fotón, también llamado “luz” entre sus amigos. De todas las partículas es la más

inquieta, ligera y veloz. Si bien sus cualidades como atleta son superlativas, el pobre fotón sufre

de un grave problema de esquizofrenia: cuando está agitado es peleón y saltón en extremo y se la

pasa chocando y rebotando contra otras partículas; pero cuando su energía baja, se comporta

como onda y se propaga, fresco como una nube de humo, y rodea a los objetos que encuentra a

su paso sin perturbarlos en lo más mínimo. Una propiedad del fotón que despierta la envidia de

sus pares es su colorida vestimenta y la manera como la coordina según su energía: los fotones



88

de baja energía se visten de rojo, los fotones de alta energía se visten de azul — y entre esos dos

colores también se atavían de otra serie de colores, según la energía del fotón, en una secuencia

que los físicos llaman el espectro. Pasemos ahora al electrón, un diminuto corpúsculo de muy

poca masa, tan ágil como el fotón pero con una propiedad muy importante que no tiene el fotón:

la carga eléctrica. Poseer carga eléctrica lo convierte en una partícula muy deseable porque todos

nuestros cacharros eléctricos, desde la linterna hasta el iPod, la necesitan para poder funcionar.

Es muy útil cuando se comporta bien porque solo con que su movimiento ordenado fluya entre

cables tiene el poder de generar electricidad. Enseguida tenemos al protón, mil veces más pesado

que el electrón y también poseedor de carga eléctrica pero de signo contrario — la carga del

protón es positiva mientras que la del electrón es negativa. Luego encontramos al neutrón, de

masa un poquito mayor que su hermano el protón pero totalmente carente de carga eléctrica y

por último vemos al misterioso neutrino, de masa muchísimo menor que el electrón, veloz como

la luz y completamente antisocial pues casi nunca se le ve interactuando con otras partículas.

Figura 3-3. Foto de familia

Estos son los cinco personajes más importantes del universo a partir de un segundo después del

origen. Sin embargo, no son los únicos ya que, como veremos, de las reacciones que se producen

cuando estas interaccionan pueden surgir nuevas partículas. Y ni hablar de lo que ocurre antes

del primer segundo, cuando aparecen otros exóticos personajes que rompen todas las reglas y

acaparan por completo la atención. Hasta ahora hemos presentado a nuestros personajes como

entidades individuales, pero es hora de preguntarnos qué tipo de amistades y relaciones pueden

surgir entre ellos. La sicología de las partículas elementales ha consumido a muchos físicos que

se han dedicado a tratar de formular una teoría que explique sus interacciones. El método de



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investigación que usan los sicólogos de partículas es algo rudimentario. Como no es posible

entrevistar a las partículas, lo que hacen los físicos es acelerarlas y ponerlas a chocar

violentamente para examinar lo que resulta de estos encuentros de alta energía. Los productos de

la colisión revelan asuntos importantes sobre la naturaleza de las partículas. Obviamente, esta

práctica no es recomendada entre sicólogos de personas. Imaginemos un proyecto de

investigación en sicología humana consistente en lanzar dos personas hacia una violenta colisión

entre ellas, ¿cuál sería el desenlace? Lo que hemos aprendido es que en el mundo de las

partículas existen unas reglas muy claras que rigen el tipo de interacciones y asociaciones entre

ellas. La regla más importante es que las partículas solo tienen a su disposición cuatro tipos de

interacciones, las cuales vamos a nombrar como lo hacen los físicos, pero con la tranquilidad de

que unos ejemplos aclararán su significado: gravitacional, electromagnética, nuclear fuerte y

nuclear débil. Nada más. Solo existen esas cuatro interacciones en el universo. Ya que sabemos

qué tipo de fuerzas se presentan entre las partículas, veamos ahora las peripecias que pueden

hacer. La gravedad es la más fácil de entender porque la experimentamos todos los días a toda

hora. Basta con que nos paremos encima de una balanza para ver cómo la aguja marca una cierta

cantidad de kilogramos, ¡muy seguramente más alta de lo que desearíamos! Entre las partículas

elementales la gravedad es una fuerza que atrae dos partículas siempre y cuando estas tengan

masa. Por otra parte, la interacción electromagnética es la fuerza que sienten las partículas que

tienen carga eléctrica: si dos partículas poseen cargas de signo opuesto, estas se atraen, y si sus

cargas tienen el mismo signo se repelen. Las interacciones gravitacional y electromagnética se

sienten a largas distancias, lo cual permite observar manifestaciones macroscópicas directas de

estas interacciones. En contraste, las fuerzas nucleares no se sienten por fuera del núcleo

atómico. Al momento de dar nombre a fenómenos nuevos, los físicos pueden ser bastante cortos

de imaginación y presentan propuestas que entorpecen la tarea del divulgador de la ciencia. Por

ejemplo, la fuerza nuclear fuerte es una fuerza de atracción entre partículas que poseen un tipo de

carga especial. ¿Cómo se llama esa carga especial? Lo advertí, los físicos no tienen imaginación

para poner nombres inteligentes a las cosas: se llama “carga de color”. Para empeorar las cosas,

esa carga de color no tiene nada que ver con el concepto de color que se aplica en la vida diaria.

La fuerza nuclear fuerte se hace increíblemente intensa a medida que se separan las partículas

que tienen esa carga especial y, por el contrario, se reduce casi a cero cuando las partículas se

encuentran muy cerca. Ahora bien, en cuanto a la otra fuerza nuclear, la fuerza nuclear débil,



90

para ilustrar cómo actúa vamos a necesitar, no a un sicólogo de partículas, sino a un siquiatra de

partículas. Resulta que a veces las partículas elementales exhiben un comportamiento

esquizofrénico. Por ejemplo, miren ustedes lo que le ocurre a un neutrón libre: anda por ahí

tranquilo y, como no tiene carga, no le molestan los protones que se encuentra a su paso, pero ¡a

los pocos minutos el neutrón desaparece y se convierte en un protón! En el proceso el neutrón

también bota un electrón y un neutrino. Nótese que la carga eléctrica se conserva en la reacción

en la que el neutrón decae en un protón y en un electrón porque la carga sumada de los productos

del decaimiento es cero, igual a la carga original del neutrón. La interacción nuclear débil es la

responsable de convertir a un neutrón en un protón.

Antes de entrar de lleno a la parranda en el cosmobús vamos a hacer un pequeño ejercicio de

calentamiento para familiarizarnos con los cosmopersonajes y sus admirables habilidades.

Vamos a dejar que ellos mismos nos muestren las peripecias que ocurren cuando hacen uso de

sus cargas y de las cuatro fuerzas disponibles. Señoras y señores: ¡la formación del núcleo

atómico! Aquí vemos al protón muy quietecito y juicioso, esperando a su compañero, otro

protón. Toman impulso y se acercan pero no logran sentarse juntos porque la fuerza

electromagnética de repulsión se los impide. La gravedad, que es atractiva, para nada les ayuda

porque es demasiado débil comparada con la repulsión entre cargas eléctricas de igual signo.

Intentan de nuevo, esta vez con mayor impulso, sabiendo que si logran vencer la repulsión

eléctrica podrían acercarse lo suficiente como para comenzar a sentir la atracción que la fuerza

nuclear fuerte les permite. Por fin, después de muchos intentos, los dos protones logran sentarse

uno al lado del otro pero al instante siguiente el proton se convierte en un neutrón y así queda

formado un nucleo atómico de deuterio (hidrógeno pesado) liberando energía en el proceso. De

forma similar se pueden formar nucleos más pesados, el siguiente sería el de helio formado por

dos neutrones y dos protones. En 1909 Ernest Rutherford demostró que las partículas alfa que

estudió la señora Curie son núcleos de helio.

Animados por el éxito de haber formado su primer átomo, los cosmopersonajes continuaron

formando átomos cada vez más complejos. Cada vez que al núcleo se le agrega un protón se

forma un elemento químico nuevo: esa es la razón por la cual una de las maneras de identificar

los elementos químicos es considerar el número de protones que tiene el núcleo. Por ejemplo, el



91

elemento uno es hidrógeno; el dos, helio; el tres, litio; y así sucesivamente hasta 11818

. Los

acróbatas atómicos, habiendo refinado bastante sus habilidades, también se dieron cuenta de que,

para que el núcleo permaneciera estable, era necesario agregar una cantidad de neutrones

aproximadamente igual al número de protones en el núcleo. Armaron el átomo de litio con tres

protones en el núcleo; luego el de berilio, con cuatro; boro, con cinco; carbono, con seis y así

muchos más hasta que el desorden desbordó en caos y fue necesario llamar a Dimitri, el domador

de cosmopersonajes. Dimitri, un ruso muy estricto y malgeniado, conocido por haber

perfeccionado la receta del vodka19

, era la única persona a quien estos caprichosos elementos

químicos le hacían caso. Dimitri no tardó en darse cuenta de que los átomos exhibían un

interesante patrón — ¡y vaya acto de acrobacia sincronizada!: cuando se agrupan en 18 filas y en

ocho hileras en orden correspondiente al número de protones en el núcleo, ¡repiten sus

propiedades químicas!

Nuestro “domador”, Dimitri Ivanovich Mendeleyev, estableció la tabla periódica de los

elementos químicos en 1869, tabla que hasta el sol de hoy es afiche obligado en casi todas las

aulas de bachillerato. En ese entonces los químicos conocían 60 elementos, un número

demasiado alto que iba en contravía de la ambición de explicar la materia y sus interacciones con

un conjunto reducido de leyes y principios fundamentales. Con el orden subyacente en la tabla

periódica, Mendeleyev dio un paso decisivo hacia esa alta meta de la física. Mendeleyev halló

patrones sencillos en el ordenamiento de los elementos químicos y con ello nos entregó un

instrumento dotado de una propiedad codiciada por todas y cada una de las teorías científicas: el

poder predictivo. Efectivamente, cuando Mendeleyev puso todos los elementos químicos

conocidos hasta el momento en su tabla periódica, aparecieron celdas vacías que apuntaban a la

posibilidad de que todavía hubiera elementos químicos por descubrir. No solo fue posible

predecir la existencia de elementos químicos nuevos, sino que también fue posible anticipar sus

propiedades químicas. Por ejemplo el galio, el escandio y el germanio son tres elementos cuya

existencia Mendeleyev predijo y que más tarde fueron descubiertos en los países que inspiraron

sus respectivos nombres (del latín para Francia, Escandinavia y Alemania, respectivamente).

Siguiendo la analogía del cosmobús, la historia del universo procedió de la siguiente manera:

Comenzamos cuando el universo tenía apenas un segundo de edad; en ese momento el bus era



92

muy pequeño y los pasajeros se quejaban todo el tiempo de la incomodidad. La temperatura era

altísima y no quedaba espacio para moverse; al mismo tiempo, los pasajeros estaban muy

alterados se chocaban violentamente entre ellos. Debido al comportamiento esquizofrénico

explicado más arriba— algunos neutrones se convirtieron en protones. En esta sopa que los

físicos llaman plasma primordial, la temperatura era demasiado alta para permitir la formación

de átomos neutros.

Figura 3-4. El cosmobus

La temperatura dentro del bus es la energía de movimiento de las personas. Cuando la

temperatura es alta, las personas están muy inquietas y se mueven alocadas, saltan, brincan de

acá para allá y, como además el espacio es sumamente reducido, las personas se topan

continuamente unas con otras. En este medio el topeteo ocurre con mucha frecuencia, lo cual a

su vez contribuye a mantener las altas temperaturas y también hace que el medio sea opaco a la

luz. La luz no se propaga en este ambiente debido a la dificultad que tendría un fotón en pasar de

una parte a otra del bus. El fotón es un pasajero más, pero es muy ligero y veloz; con tanto

choque entre las personas su trayectoria dentro del bus sufre interrupciones constantes y cuando

choca rebota cambiando de rumbo constantemente. El fotón se siente en este medio como metido

en una melaza que le impide avanzar a buena velocidad y en dirección rectilínea. Al final, entre



93

choque y choque, nuestro pobre fotón no logra avanzar gran cosa. Además, su trayectoria

errática en vez de llevarlo a la parte trasera del bus lo deja a pocos pasos del punto de partida;

pareciera un borracho que trata de llegar a casa pero que más bien se la pasa parando sin ton ni

son en un bar y en el siguiente. Lo mismo ocurre en el interior del Sol, donde la densidad y la

temperatura son extremadamente altas. Un fotón que comienza su viaje en el centro del Sol, se

demora cerca de un millón de años para llegar a la superficie.

Con el pasar del tiempo, más y más neutrones se convierten en protones. Debido a las altas

temperaturas, estos protones entran en choques violentos con los neutrones y con otros protones,

que es justamente lo que los protones necesitan para saltar la barrera de repulsión entre cargas

iguales y formar núcleos de helio. Transcurrido un minuto después del origen encontramos que

el medio contiene cierta cantidad de núcleos de helio, helio ligero (con un solo neutrón en vez de

dos), y en menor cantidad también comienzan a formarse núcleos de litio y deuterio. Todavía no

pueden existir átomos neutros porque la temperatura es demasiado alta y los choques entre los

pasajeros no permitirían que un electrón entrara en su nube alrededor del núcleo. Es fácil

imaginar que en estas condiciones, si se llegase a formar un átomo neutro, este no se mantendría

más que una pequeña fracción de segundo debido a los choques continuos que empujarían a los

electrones fuera del átomo. Los electrones, entonces andan libres chocando con los fotones en

todo momento.

Recordemos que el cosmobús se expande con el tiempo. ¿Cómo cambia la situación de los

pasajeros a medida que el bus se vuelve más amplio? Con el espacio adicional disponible a los

pasajeros queda claro que los choques entre ellos tienden a disminuir y que poco a poco se

pueden mover con más holgura y se van tranquilizando. Lo anterior corresponde a un descenso

en la temperatura (siendo esta la energía de movimiento de las personas). La temperatura decrece

en la misma proporción en que crece el radio del universo. Los núcleos atómicos que se han

formado hasta ese momento también participan del alboroto y rebotan por todos lados. En

promedio, la temperatura es la misma para todos los grupos de partículas y en todas las regiones

del cosmobús. Como no he olvidado que les prometí uno que otro término que pudieran lucir en

una conversación de coctel, aquí va otro: a esta situación los físicos le dan el pomposo rótulo de

“equilibrio termodinámico”. La reducción de la temperatura que ocurre en el bus a medida que



94

este se expande no produce cambios estructurales en el medio por un largo tiempo. Al fin y al

cabo se trata apenas de un montón de pasajeros que se mueven como locos, solo que ahora hay

menos choques entre ellos. Cuando el universo tiene apenas entre tres y 15 minutos de edad la

temperatura baja al punto en que ya no se pueden formar más núcleos atómicos; es decir, los

choques entre protones no son lo suficientemente energéticos como para formar más núcleos. Si

las cosas pararan en ese momento, el resultado sería un universo que contiene solo elementos

ligeros (hidrógeno, helio, helio ligero, litio, y deuterio). Empero ¿dónde está el resto de los

elementos? Hoy sabemos que los elementos más pesados que el helio se formaron en las

estrellas, sin embargo esa información no la sabía Gamow, quien pensaba que la cadena de

formación de elementos en el big bang continuaba con los elementos pesados. Gamow y Ralph

Alpher, su estudiante de doctorado, realizaron los cálculos y en 1948 Alpher presentó los

resultados como parte de su tesis doctoral en la Universidad de George Washington20

.

Empezaron a circular rumores de un importante descubrimiento en astrofísica que llegaron a

oídos de la prensa y esta tuvo el olfato para sospechar que si un científico anunciaba que quería

hacer una revelación sobre el origen del universo valía la pena tener las antenas bien puestas

porque seguramente había una noticia en ciernes. Sin embargo el día de la sustentación de la

tesis de Alpher (las sustentaciones de tesis doctorales son eventos abiertos al público) se hicieron

presentes varios periodistas del Washington Post pero lo que se perfilaba al comienzo como una

oportunidad invaluable para divulgar la ciencia, apareció en el periódico en una nota del tamaño

de una estampilla; para colmo, la brevísima reseña iba acompañada de una caricatura que se

burlaba de la idea misma de que el origen del universo se pudiera explicar. La noción de que el

universo comenzó en el big bang y que los elementos químicos se cocinaron en los primeros

cinco minutos del universo fue tachada de ridícula. Igualmente, el público reaccionó con un gran

rechazo a la posibilidad de que existiera una versión científica del origen del universo. Alpher

cuenta que recibió numerosas cartas en las que sus corresponsales le informaban que se iba a

condenar, pero que igual estarían orando por la suerte de su alma.

Entramos aquí a uno de los episodios más interesantes de la historia del big bang. En resumen,

podríamos decir que la teoría del big bang nació muerta. Ya habíamos mencionado el rechazo de

los teóricos, liderados por Hoyle, ante el indecoroso concepto de un tiempo especial en el pasado

en el que se originó todo el universo. Ahora presenciaremos la estrepitosa caída de la naciente



95

cosmología física, caída propiciada por dos eventos en particular: uno, el trabajo subsiguiente de

los físicos nucleares demostró que el mecanismo de Gamow para la generación de los elementos

químicos más allá del helio no funciona; y dos, la rapidez de la expansión del universo derivada

originalmente por Hubble implicaba que la edad del universo era mucho menor que la edad de la

Tierra, una violenta contradicción que hacía imposible sustentar la teoría del big bang. De

haberle hecho caso a Popper, los cosmólogos habrían tenido que descartar el big bang en ese

momento. Por otro lado, el problema con el esquema de Gamow para la producción de los

elementos químicos surgió cuando los físicos nucleares se dieron cuenta de que la progresión de

formación de núcleos atómicos se interrumpe al llegar al boro, el elemento número cinco.

Resulta que el boro en proceso de formación decae con gran rapidez de modo que frena la

secuencia de aparición de elementos cada vez más pesados; y como el universo está en

expansión, la densidad baja en pocos minutos con lo cual queda negada la posibilidad de que se

formen elementos pesados por el resto de la historia del universo. Con esto, la idea del big bang

quedó archivada más o menos 15 años. Empero, el rescate de la idea apareció de la forma más

inesperada e insólita: por un lado, el descubrimiento fortuito de la radiación de fondo, y por otro,

la solución al problema de la formación de elementos fue provista por el más acérrimo

perseguidor del big bang, ¡el mismo Hoyle! Ya mencionamos el trabajo de Hoyle con sus

colegas Fowler y los dos Burbidge. En ese trabajo se proponía que los elementos más pesados se

construyen en las estrellas. Unir el mecanismo de Gamow con el de Hoyle permite dar cuenta de

la abundancia de los elementos en el universo: los más ligeros (hidrógeno, deuterio, helio, litio y

berilio) se formaron en los primeros minutos después del origen del universo y el resto se formó

en las estrellas. Cuando las estrellas consumen su combustible nuclear ya no pueden generar la

presión que las mantiene en equilibrio contra la gravedad y terminan colapsando y botando gran

parte de su masa —donde están incluidos elementos pesados— al medio interestelar donde se

forman nuevas estrellas y sistemas planetarios como el nuestro. La crisis de la edad del

universo21

fue resuelta cuando el astrónomo alemán Walter Baade descubrió que las estrellas

variables usadas por Hubble para derivar la velocidad de expansión del universo exhibían

comportamientos diferentes que justificaban separarlas en dos grandes grupos. Cuando se trabaja

con el grupo apropiado de estrellas variables, la edad del universo ya no entra en contradicción

con la edad conocida de la Tierra. El segundo empujón que resucitó la teoría de Gamow fue la



96

detección de la radiación de fondo, cuyo significado explicaremos regresando a nuestro bus

cósmico.

En el cosmobús ocurren todo tipo de fenómenos extraños entre los cuales el más célebre es que

los pasajeros no se pueden ver entre ellos porque —como ya lo vimos— debido a los numerosos

choques que sufren los fotones, la luz no se puede propagar libremente de un lugar a otro del bus.

En consecuencia, los pasajeros se comunican mediante sonidos, los cuales sí se pueden propagar.

Qué extraño: en el universo primigenio la luz no se puede propagar pero el sonido sí. Una onda

acústica se propaga transmitiendo un cambio de presión de una región a otra. Pensemos en la

imagen clásica de lo que es una onda: se lanza una piedra a la superficie quieta de un lago. El

impacto de la piedra en el agua inicia en la superficie la formación de unos anillos que crecen y

se mueven hacia los bordes del lago. No hay un movimiento neto de partículas de agua desde el

punto de impacto de la piedra hacia fuera; lo que se propaga es una onda de presión. La

perturbación generada por el impacto de la piedra se le transmite a la región vecina en el agua, y

a su vez esta se la comunica a vecinos terceros y así sucesivamente hasta llegar al borde del lago.

Los pasajeros no tardaron en aprender que un buen grito era la mejor forma de enviarse

mensajes. Naturalmente, los pasajeros, ya de por sí alborotados por el desorden reinante, se dan

cuenta de los efectos sonoros y proceden a sumarle estrépito al ya animado jolgorio con

vallenatos cantados a todo pulmón. El medio está impregnado de ondas sonoras que, por ser

ondas de presión, efectivamente se convierten en fluctuaciones en la densidad del medio: al

propagarse el sonido, una región sufre momentáneamente un aumento de densidad mientras que

la región vecina muestra una disminución. Debido a los choques incesantes entre los pasajeros,

estas fluctuaciones afectan por igual a todos los grupos de pasajeros. Y como les dije que iba a

llamar las cosas por su nombre, me permito presentarles un término que, pronunciado

correctamente, le permitirá al hablante dar la impresión de que es doctor en física. Me refiero a

las “fluctuaciones adiabáticas”, que es como los físicos se refieren al hecho de que las

fluctuaciones que se daban entre los pasajeros se compartían por igual entre todos los grupos de

pasajeros. Estas fluctuaciones van y vienen como las olas del mar y se observan por todos los

lugares del universo. Los protones, los neutrones y los núcleos atómicos recién formados

tienden, por causa de la gravedad, a atraerse mutuamente, pero en ese momento cualquier

agrupación de pasajeros es débil y efímera. No se puede formar ningún tipo de estructura en el



97

espacio, la materia en promedio tiene la misma densidad y participa de las vibraciones acústicas

en todos los rincones del bus. Con la expansión del bus, los sonidos adquieren un tono más

grave, como ocurre con la membrana de un tambor: mientras más grande el área del tambor, más

bajas las frecuencias que puede producir. El bus continúa en expansión, el ambiente se va

enfriando poco a poco y los pasajeros, ahora con más espacio disponible, tienden a calmarse.

Sin embargo, no pasa mucho tiempo antes de que se produzca un cambio estructural serio. Ese

cambio se presenta cuando la temperatura baja a tal punto que los electrones pueden permanecer

enjaulados en sus correspondientes átomos. De ese momento en adelante se forman átomos

neutros. Una de las consecuencias inmediatas de ese cambio sustancial en el medio es que con

los electrones confinados a brincar muy cerca de sus sillas, ya los fotones no tienen tantos

obstáculos y se pueden mover con libertad. Un señor fotón que decide desplazarse de un extremo

a otro del bus puede hacerlo sin tropiezo alguno. En otras palabras, el universo es ahora

transparente, es posible ver de un extremo al otro del bus. A este evento, que ocurrió cuando el

universo tenía una edad de 380 000 años, se le denomina “el desacople” porque los fotones se

desacoplan de la materia. Empero, quizás debería más bien llamarse “el divorcio”, porque en ese

momento realmente los fotones y la materia decidieron separarse para siempre. Al momento de

la separación, lo único que los fotones llevaron consigo fue la marca dejada por las vibraciones

de sonido que compartían armoniosamente con la materia cuando vivían juntos. La parranda se

acabó y de recuerdo los fotones se llevaron la foto de los ecos del vallenato. Y aquí van los

nombres científicos para que el lector tome nota y use cuidadosamente: a los fotones que

participaron de la parranda inicial y que andan libres por ahí por todos los lados se les llama

“radiación cósmica de fondo” o “radiación de fondo” en su versión reducida. Para referirse a las

marcas que dejaron las vibraciones acústicas en el fondo de radiación, los científicos usan la

complicadísima expresión “anisotropías de la radiación cósmica de fondo”, yo prefiero llamarlas

“ecos del vallenato”22

. Usado en este contexto, el vocablo “radiación” no tiene nada que ver con

radioactividad; es una manera simplificada de decir radiación electromagnética. Naturalmente, el

ambiente en el bus cambió radicalmente después del divorcio: mientras que antes los pasajeros

participaban por igual de un continuo topeteo y así formaban un medio homogéneo, después

surgieron diferencias entre el comportamiento de los pasajeros. Por un lado los fotones (luz), que

ahora empezaron a preferir que se les llamara radiación, se creían de una clase más alta y ya no

querían contacto con la materia. Como no tienen masa, se dedicaron a viajar veloces, a gozar su



98

nueva libertad y formaron así el fondo de radiación en el universo. Los otros pasajeros existían

en forma de átomos neutros pero, como sí tienen masa y ya la temperatura había bajado, dejaron

de moverse alocadamente como lo hacían antes y empezaron a verse respondiendo a la atracción

gravitacional mutua y a formar grupos surgidos de forma natural en las regiones donde las ondas

de sonido habían dejado regiones de mayor densidad. Con el tiempo, la atracción gravitacional

hizo que estas agrupaciones de materia crecieran, se diferenciaran de otras y formaran así las

grandes estructuras de materia en el universo — esas que hoy vemos en forma de cúmulos y

súper-cúmulos de galaxias. Lo interesante es que la estructura del universo nació alrededor de las

fluctuaciones de densidad que dejaron las ondas acústicas; es decir, los vallenatos de la gran

parranda también dejaron su marca en los patrones de agrupaciones de la materia. Queda pues

establecida la importancia de los vallenatos en el universo: las ondas acústicas en el universo

primigenio dejaron simultáneamente su marca en el fondo de radiación y en las nubes de materia.

Los ecos del vallenato impresos en la radiación de fondo y los patrones en la distribución de las

galaxias son pruebas que dejó el universo primigenio y que dan testimonio de un pasado caliente,

denso y turbulento.

Ya antes señalamos la necesidad que tienen las buenas teorías científicas de hacer predicciones

atrevidas. La teoría del big bang brilla en ese aspecto. Del análisis de lo ocurrido en la gran

parranda, durante los primeros 380 000 años del universo, se desprenden las siguientes

predicciones concretas: (1) debe existir un fondo de radiación que impregna todo el espacio; los

fotones que dominaban el ambiente cuando el universo era joven deben estar por ahí entre

nosotros en todo lugar y momento, entre este libro y el lector, entre las casas y los edificios de la

ciudad, entre la Tierra y el Sol, entre las estrellas y las galaxias; (2) los colores de la luz que

constituye el fondo cósmico de radiación no son arbitrarios, deben ajustarse a una distribución

característica que viene determinada por las condiciones de equilibrio existentes en el momento

del divorcio (o desacople) y por la expansión del espacio; (3) el fondo de radiación debe exhibir

las huellas impresas por las ondas acústicas al momento del divorcio, es decir los ecos del

vallenato; (4) las galaxias que vemos en el firmamento no están dispersas de forma regular; se

agrupan en grandes estructuras de tamaños característicos que también reflejan las ondas

acústicas antes del divorcio; (5) si hacemos un inventario de los ingredientes en el cosmos

encontraremos que el elemento de mayor abundancia es el hidrógeno (75%), seguido por el helio



99

(24%) y unas pequeñísimas trazas de otros elementos ligeros como el deuterio, el litio y el helio

ligero; las proporciones de los elementos primordiales vienen fijadas por el proceso de núcleo

síntesis ocurrido durante los primeros tres minutos del universo; (6) las reacciones nucleares que

se dieron durante los tres primeros minutos también generaron un fondo de neutrinos que

impregna el espacio igual que el fondo de radiación; (7) la distancia entre las galaxias aumenta

con el tiempo debido a la expansión universal; y (8) el universo era más caliente y denso en el

pasado. Más adelante veremos en detalle cómo cada una de estas predicciones (excepto por el

fondo de neutrinos) han sido corroboradas con precisión exquisita por diversas observaciones

astronómicas. La razón por la cual la teoría del big bang del origen del universo es hoy en día

aceptada por la abrumadora mayoría de la comunidad científica se basa en que todas sus

predicciones son corroboradas cada vez con mayor precisión. Además, la teoría incorpora

observaciones en un inmenso rango de escalas de espacio-tiempo —desde las partículas

fundamentales hasta la expansión del universo— lo cual le da coherencia interna y amplitud de

dominio. La teoría del big bang está construida sobre los sólidos pilares de la relatividad general

y la física nuclear, los cuales han sobrevivido a su vez cerca de cien años de pruebas

experimentales.

Los cálculos de núcleo síntesis en el big bang realizados por Alpher y Gamow fueron publicados

en el famoso artículo23

de 1948 donde por broma incluyeron el nombre de Bethe como segundo

autor para que la lista de autores (Alpher, Bethe y Gamow) rimara con alfa, beta y gama. Ya

desde 1942 Gamow venía contemplando la idea de cocinar los elementos de la tabla periódica

usando los primeros minutos del big bang como un gran horno cósmico. Sin embargo, se

considera que fue el artículo “alfa-beta-gama” donde la idea cuajó. Cabe recordar que el

concepto presentado en la publicación tenía errores pero que, con errores y todo, este artículo

encaminó a la cosmología física por la ruta correcta24

. No era desde luego la primera vez25

que

un artículo con ideas erróneas acaba convertido en el pilar de un nuevo paradigma cosmológico.

En Diálogo Galileo presentó argumentos a favor del modelo heliocéntrico, pero erróneamente

proponía a las mareas como prueba del movimiento de la Tierra en torno al Sol. Sabemos que las

mareas no están relacionadas con el movimiento de translación de la Tierra, pero también

sabemos que Diálogo fue un factor primordial en la revolución científica del Siglo XVII. Traigo

a colación estos ejemplos para ilustrar, una vez más, el hecho de que la ciencia no es una



100

actividad que se desarrolle linealmente según una receta de resultados predecibles. Lo que el

desarrollo de la cosmología nos indica es que la ciencia avanza de una manera complicada y que

está afectada por factores sociales, pero que a pesar de estos últimos, al final las ideas correctas

brotan y sobreviven.

Alpher, el estudiante de tesis de Gamow, y su colega Robert Herman, hicieron en 1948 el trabajo

relacionado con la radiación de fondo, pero nadie le prestó atención y el trabajo quedó en el

olvido. Al mismo tiempo que escribía su tesis doctoral, Alpher estaba trabajando para el

laboratorio de la Universidad Johns Hopkins. El par de investigadores se dieron cuenta de que la

radiación existente en el universo durante el período en el que ocurrió la núcleo síntesis de los

elementos ligeros debe estar presente hoy en el universo26

. Ellos también reconocieron que

debido a la expansión universal, la temperatura de la radiación de fondo debe ser mucho más

baja de lo que era en el universo joven. Se pusieron a la tarea de calcular la temperatura que la

radiación de fondo debería tener hoy y llegaron al resultado de -268 grados Celsius. El universo

hoy, como puede apreciar el lector, es muy frío: apenas 5 grados Celsius por encima de la

temperatura más baja que se puede dar en la naturaleza, que es de -273.15 grados Celsius. Los

físicos prefieren usar una escala donde la temperatura más baja posible sea cero y la denominan

la escala de temperatura absoluta. La unidad correspondiente de medida toma el nombre del río

Kelvin que pasa por la Universidad de Glasgow, porque allí estudió el físico inglés William

Thomson, que fue quien identificó el concepto de temperatura absoluta cero. Luego Thomson

recibió un título nobiliario y hoy es conocido como Lord Kelvin. Un grado Kelvin es igual a un

grado Celsius, pero en la escala Kelvin no existen temperaturas negativas. Thomson fue uno de

los gigantes de la termodinámica y a él se le debe la formulación matemática del concepto de

calor como manifestación de la energía de movimiento de las partículas en el medio. Estudió la

transformación de la energía mecánica en calor y reconoció que en todos los procesos mecánicos

hay pérdidas de energía que generan calor, Thomson predijo la muerte térmica del universo. Es

decir, que la energía en las estrellas y el movimiento de los planetas terminarán agotándose y

disipándose en un gas amorfo. En la escala de temperaturas absolutas, los cálculos de Alpher y

Herman indicaban que la radiación de fondo debería tener hoy 5 grados Kelvin. Inicialmente,

aduciendo la dificultad para detectar un nivel tan bajo de radiación, Gamow no le dio

importancia a la predicción de Alpher y Herman. Empero, en un artículo publicado en 1953,



101

Gamow presentó resultados de un cálculo independiente donde predijo la radiación de fondo a

una temperatura de 7 grados Kelvin; tres años después dio a conocer aun otro método para

calcular la temperatura de la radiación de fondo, cuyo resultado, en esta ocasión, era de 6 grados

Kelvin27

.

Uno de los premios Nóbel más célebres en el área de astrofísica resultó de un trabajo publicado

en un escueto artículo de dos páginas. En él, un par de radio astrónomos reportaban que habían

detectado ruido en una antena de radio. ¿Por qué un experimento aparentemente inocuo se hizo

merecedor del premio Nóbel? Ganarse el Nóbel de física representa, no solo recibir la suma de

10 millones de coronas suecas, viajar en primera clase a Estocolmo y asistir a un banquete con su

majestad el rey de Suecia. Sencillamente, el premio Nóbel es el máximo reconocimiento que un

científico puede recibir y el galardón conlleva un prestigio de altísimo nivel; por eso se otorga a

trabajos extraordinarios. En este caso se trató nada menos que del descubrimiento que hicieran

en 1965 Arno A. Penzias y Robert W. Wilson del fondo de radiación que dejó el big bang. Ese

trabajo fue decisivo para avanzar la cosmología científica —muchos autores consideran que le

dio sepultura definitiva al modelo alternativo de Hoyle de estado estacionario— y por él los dos

científicos recibieron el premio Nóbel en 1978.

El experimento de Penzias y Wilson es el ejemplo arquetípico de los descubrimientos que

ocurren por azar. Las observaciones no fueron de ninguna manera planeadas para descubrir los

rastros del big bang.28

. Estos dos astrónomos trabajaban en los laboratorios de la empresa de

teléfonos Bell, en New Jersey. Su trabajo consistía en medir, con una antena de radio sintonizada

a microondas, las interferencias en las telecomunicaciones con satélites. Estando en ello apareció

un fondo de ruido en su aparato receptor. Después de tratar en vano de hallar la fuente del ruido

en factores locales, incluido un sospechoso depósito de excremento de paloma que se encontraba

en la superficie interna de la antena, este fue atribuido a la temperatura de la radiación de fondo

del universo. Las observaciones fueron reportadas en un artículo insustancial titulado “Medición

del exceso de temperatura de antena a 4080 Megahertzios”, ejemplar por su brevedad, precisión

y carencia de ostentación y alarde29

.



102

Más de 100 premios Nóbel de física se han concedido desde 1901, cuando Alfred Nóbel

instituyó el reconocimiento, empero solo siete se han concedido a investigaciones y

descubrimientos en el área de la astrofísica. El hecho de que los Nóbel en astrofísica hayan sido

otorgados todos en los últimos 40 años es reflejo del avance en la materia: Hans Bethe (1967),

por el descubrimiento del mecanismo de generación de energía en las estrellas; Martin Ryle y

Anthony Hewish (1974), por su trabajo en radioastronomía y el descubrimiento de los pulsares;

Penzias y Wilson (1978), por el descubrimiento de la radiación cósmica de fondo; Subramanyan

Chandrasekhar y William A. Fowler (1983), por los avances en la teoría de la estructura y la

evolución estelar (Chandrasekar), y por los estudios de las reacciones nucleares que formaron los

elementos primordiales en el universo (Fowler); Russell A. Hulse y Joseph H. Taylor (1993), por

el descubrimiento de un nuevo tipo de pulsares; Riccardo Giacconi (2002), por sus

contribuciones al avance de la astrofísica de rayos X; y George Smoot y John Mather (2006), por

liderar el proyecto COBE (del inglés para “Explorador del Fondo Cósmico”) de la NASA con el

cual se observaron por primera vez los ecos del vallenato y se midió el espectro de la radiación

de fondo con alta precisión.

En palabras muy resumidas podríamos decir que lo que hicieron Penzias y Wilson y luego Smoot

y Mather fue tomarle la temperatura al universo. ¿Cómo es posible medir la temperatura del

universo con una antena de radio? La explicación se basa en entender el comportamiento de uno

de los personajes presentes en la fiesta del cosmobús. ¿Recuerdan el fotón? El espectro de

energías de la radiación de fondo depende de la temperatura del universo, por lo tanto una

medición de la distribución espectral de la radiación de fondo es equivalente a medir la

temperatura del universo. En condiciones de equilibrio termodinámico, cuando la temperatura es

estable, la distribución espectral adquiere una forma muy bien definida, tema que para los físicos

de finales del Siglo XIX fue motivo de una intensa actividad y al cual contribuyeron notables

científicos como Gustav Kirchhoff, Wilhelm Wien y Ludwig Boltzmann y que culminó con el

trabajo de Max Plank. La noción de “quantum” desarrollada por Plank (premio Nóbel 1918) —

que dio nacimiento a la teoría cuántica— fue introducida para explicar las características de los

fotones en equilibrio termodinámico. Con el universo en expansión la temperatura baja y como

consecuencia los fotones son menos energéticos. Los fotones de baja energía tienden a exhibir su

comportamiento de onda, de hecho son ondas electromagnéticas, las mismas que James Clerk



103

Maxwell predijo, las mismas que el físico alemán Heinrich Rudolf Hertz produjo en su

laboratorio y las mismas que usó Guglielmo Marconi para enviar el primer mensaje telegráfico a

través del Atlántico. La luz es radiación electromagnética que tiene energías dentro del rango al

cual nuestro sentido de la vista es sensible. Por debajo del rango visible vienen las ondas

electromagnéticas infrarrojas, de microondas y de radio —las de microondas como las usadas en

los hornos de microondas y las de radio como las ondas transmitidas por las emisoras de radio y

televisión. Por encima del rango visible están las ondas ultravioleta, los rayos X y la radiación

gama. Al momento del divorcio, la temperatura del fondo de radiación en el universo era de 3

000 grados kelvin, un factor de mil más alta que la temperatura del fondo de radiación hoy. El

factor de mil es debido a que el tamaño del universo aumentó en un factor de mil desde la época

del divorcio hasta hoy. El valor de la temperatura de la radiación de fondo hoy —2,7 grados

Kelvin— corresponde a fotones que se comportan como ondas electromagnéticas en el rango de

las microondas, las cuales se detectan con una antena: las ondas electromagnéticas le imparten

movimiento a los electrones en la antena y generan de este modo una corriente eléctrica que se

puede amplificar y grabar. Y en esto yace la explicación de por qué se usa una antena para medir

la temperatura del fondo de radiación. Con base en la relación señalada por Plank entre la

temperatura del medio y la energía de los fotones, se puede decir que una antena de radio es un

termómetro. Nótese, sin embargo, que la antena debe estar “sintonizada” a la frecuencia

adecuada para que la temperatura pueda ser medida. Cualquiera podría señalarnos la poca

utilidad que tendría un termómetro si para usarlo se requiriera saber de antemano el valor de la

temperatura. Esta aparente deficiencia no es en absoluto limitante cuando lo que se desea es

medir un efecto predicho por la teoría, como en el caso de la radiación térmica predicha por la

teoría del big bang. La suerte de Penzias y Wilson está en que, sin saberlo sintonizaron su antena

justamente al rango de frecuencias (microondas) que permiten medir la temperatura del universo.

Estamos en 1964 y Penzias y Wilson no saben qué sucede con su antena, que continúa

recibiendo ruido a todas las horas del día y en todas las direcciones. Ellos ignoraban que Alpher

y Herman habían predicho 16 años atrás la existencia del susodicho ruido. La temperatura del

fondo de radiación medida por Penzias y Wilson fue de 3,5 grados Kelvin; luego en 1992 el

COBE reportó un resultado de 2,725 grados Kelvin (-270.425 grados centígrados) con una

increíble precisión de una milésima de grado Kelvin.



104

Es difícil hacerle justicia en palabras a la importancia de estos resultados porque cualquier

colección de superlativos a la que apelemos, por una parte se quedaría corta y por otra podría

verse como una exageración. Miremos una vez más el contexto en el que ocurrieron los hechos:

dos físicos teóricos examinan las consecuencias de un modelo del origen del universo y predicen

la existencia de una radiación de fondo que hoy debe tener una temperatura cercana a los 5

grados kelvin; la predicción cae en el olvido, pero 16 años más tarde es detectada

inadvertidamente y se verifica que el cálculo teórico original de su temperatura difiere por tan

solo 2 grados Kelvin. Por si fuera poco, el COBE mide el espectro de la radiación, ¡y este

coincide perfectamente con la forma del espectro predicha!30

Vale la pena mostrar la gráfica

(abajo) que se usó para presentarle esa medición a la comunidad científica, porque lo que sucedió

cuando John Mather la mostró por primera vez es algo que rara vez ocurre en el ambiente de los

simposios científicos, tan poco dados a las expresiones de emoción humana: ¡la sala repleta de

astrofísicos saltó en aplauso emocionado! La curva muestra que los datos de la medición están de

acuerdo casi perfectamente con la predicción teórica, con pequeñas desviaciones no superiores a

un 0.03% (en la gráfica las barras de error son más pequeñas que el grueso del trazo de la curva)

Figura 3-5. Curva del espectro de la radiación de fondo

En cosmología, los resultados obtenidos a partir de observaciones que gozan de esta precisión

eran inconcebibles pocos años atrás cuando los cosmólogos se halaban de las mechas y cada uno

defendía su propio modelo que, aunque plausible, carecía de contacto con observaciones

astronómicas. Haber observado la radiación que reinaba durante los primeros minutos del



105

universo, en los que se cocinaron los elementos químicos ligeros, indica hasta qué punto fue

exitosa la idea de Gamow de traerle a la cosmología los aportes de la física nuclear. Por esa

misma razón, Gamow debe ser considerado el originador de la cosmología física. El cura

Lemaitre nunca se interesó por el trabajo de Gamow, y con su “átomo primigenio” no propuso

un mecanismo físico en operación al comienzo del big bang. Su idea era más bien una metáfora.

El descubrimiento de la radiación de fondo catapultó el modelo del big bang a grandes alturas

dentro de las esferas académicas, aunque no todos los científicos aceptaron la interpretación de

que la radiación de fondo observada por Penzias y Wilson provenía realmente del big bang. Un

reducido grupo de seguidores de Hoyle, entre ellos Jayant Narlikar y Geoffrey Burbidge,

propusieron un mecanismo alterno para explicar la señal detectada por Penzias y Wilson. Para

Narlikar y sus amigos esta señal puede ser producida por la radiación combinada de todas las

estrellas que es absorbida y re-emitida, con un espectro de tipo Plank, por nubes de gas inter-

galáctico compuestas de pelitos diminutos de carbono. Aunque la idea no es del todo

descabellada, pronto quedó desclasificada como una contendora viable debido principalmente a

la existencia de una propiedad de la radiación de fondo que predice el big bang. Dicha propiedad

ha sido observada, pero no se puede explicar a base de pelitos de carbono que flotan en el

espacio. ¿Recuerdan el eco del vallenato? Veremos más adelante cómo esas pequeñitas

irregularidades en la radiación de fondo —cuyo espectro de potencias debe reflejar las

vibraciones acústicas de la gran parranda— ya han sido observadas y sus características son

compatibles con las predicciones del big bang, pero no con el modelo de Hoyle y compañía. Otra

observación que está de acuerdo con el big bang pero no con el modelo estacionario, es que en el

big bang con el crecimiento del radio del universo debe observarse una disminución

proporcional en la temperatura de fondo mientras que en el modelo estacionario la temperatura

es constante. El aumento de temperatura en la proporción esperada es justamente lo que los

astrónomos han reportado. Para medir la temperatura de la radiación de fondo en el pasado los

astrónomos usan como termómetro las moléculas de monóxido de carbono presente en galaxias

lejanas. La luz que nos llega de galaxias lejanas fue emitida en el pasado, cuando la temperatura

del universo era más alta, y por lo tanto nos trae información sobre las condiciones existentes en

el pasado. Las moléculas de monóxido de carbono hacen las veces de termómetros porque

reaccionan a la temperatura haciendo que los electrones salten a capas más alejadas del núcleo y

en el proceso absorben luz de determinada frecuencia. El resultado final es que el espectro de luz



106

de estas galaxias exhibe marcas específicas que dependen de la temperatura en el ambiente al

momento en el que la luz fue emitida. Algunas mediciones recientes (2008) realizadas desde

Chile con el telescopio VLT (del inglés para very large telescope o telescopio muy grande)

recogieron la luz emitida hace 11 000 millones de años por una galaxia lejana31

. El análisis del

espectro indica que en esa época la temperatura del universo era de 9,15 grados kelvin, lo cual

cuadra perfectamente con la temperatura esperada en el big bang hace 11 000 millones de años.

Algunos físicos teóricos no claudican con facilidad y antes que abandonar el magnífico palacio

teórico en que han invertido parte de sus vidas prefieren deformarlo con tal de acomodar los

datos. La práctica de ajustar una teoría a los datos no es tan exótica entre los investigadores pero

les ha servido de munición a los sociólogos que están interesados en poner en evidencia el que,

según ellos, es el carácter relativo de las teorías científicas. De este tema nos ocuparemos en el

Capítulo 5. Por ahora sólo mencionaré la reacción del grupo de Hoyle a las observaciones

astronómicas que invalidaron su modelo. En una serie de artículos publicados a partir del 2001,

Narlikar, Hoyle y Burbidge reciclaron el modelo cosmológico estacionario mediante la

introducción de un mecanismo algo peregrino que produce oscilaciones en el espacio, de modo

que en el pasado el universo se vea más denso y por lo tanto se pueda ajustar a las

observaciones32

. Un análisis realizado por el profesor Edward Wright de la Universidad de

California en Los Ángeles, demostró que ese ejercicio teórico, rotulado por sus autores como el

“modelo cosmológico cuasi-estacionario”, no reproduce la estructura de las ondas acústicas

observadas en el fondo de radiación33

.

ECOS DEL VALLENATO OBSERVADOS POR LA NASA

Posterior al descubrimiento del fondo de radiación se generó toda una industria académica en

torno al tema. En particular, el grupo experimental de George Smoot se convirtió en líder porque

realizó mediciones —tanto del espectro como de la homogeneidad de la radiación de fondo— en

globos, aviones, picos de montañas, desiertos y hasta en la Antártica. Pronto los intentos por

precisar las propiedades de la radiación de fondo se vieron limitados por el ruido de microondas

emitido por las moléculas de agua en la atmósfera terrestre, el cual se interpone como un velo de

radio-interferencia entre el fondo cosmológico y el instrumento de medida. Esa limitación resaltó



107

la necesidad de hacer observaciones afuera de la atmósfera, tal como en 1974 le propusieron a la

NASA Smoot, Mather y otros34

que se hiciera con el COBE. La idea era usar una plataforma

satelital en la cual se montan las antenas sintonizadas en el rango de microondas, que es donde

mejor se puede medir la temperatura del cosmos. El 18 de noviembre de 1989 fue lanzado el

cohete Delta que llevó el COBE a su órbita polar a 900 kilómetros de la Tierra. La plataforma

incluye tres instrumentos: el radiómetro propuesto por Smoot (DMR o radiómetro diferencial de

microondas) para observar las diferencias de temperatura en diferentes direcciones del espacio;

el espectrómetro de infrarojo (FIRAS), de Mather, para medir el espectro; y el explorador del

fondo difuso infrarojo (DIRBE) para estudiar el fondo de radiación en frecuencias pertenecientes

al infrarrojo.

La analogía del cosmobús nos enseñó que cuando el universo era joven y muy caliente la materia

y la radiación compartían el mismo ambiente y juntas participaban de los movimientos que

impartían las ondas acústicas. Vimos que los efectos de las vibraciones acústicas y las huellas

dejadas por la gravedad se deben manifestar en la radiación de fondo como pequeñas variaciones

en la temperatura que se dan de manera desordenada entre regiones vecinas. Los cálculos

teóricos indican que, al momento del divorcio entre la materia y la radiación, el universo sustenta

tres mecanismos de generación de irregularidades en la radiación de fondo: (1) los cambios

debidos a la velocidad de los emisores impartida por las ondas acústicas en el plasma; (2) las

anisotropías intrínsecas producidas por las fluctuaciones mismas en la densidad de la materia; y

(3) los efectos de la gravedad misma en los fotones que aparecen a escalas angulares de diez

grados y mayores y por lo tanto el COBE las puede observar. Las anisotropías intrínsecas y el

efecto de las ondas acústicas se manifiestan a escalas angulares cercanas a un grado o menos y

son visibles con los instrumentos de otro experimento posterior al COBE, el WMAP (Wilkinson

Microwave Anisotropy Probe o sonda Wilkinson de anisotropías en microondas). Cualquiera que

sea el mecanismo, la respuesta es clara: la aparición de estructura en el universo debe haber

dejado una huella en la radiación de fondo que se manifiesta en pequeñas irregularidades en la

radiación de fondo. Si para medir la temperatura de la radiación de fondo apuntamos una antena

hacia el cielo y luego construimos un mapa donde la temperatura esté representada por colores,

por ejemplo azul para las temperaturas frías y rojo para las calientes, encontraremos que nuestro

mapa exhibe unas manchas de color rojo y azul que tienen formas y tamaños irregulares (ver



108

figura). Las observaciones de la radiación de fondo no solo demostraron que estas manchas sí

están presentes sino también que sus características coinciden con las predicciones de la teoría

del big bang. Estas manchas se hicieron presentes en los mapas de la radiación de fondo

obtenidos desde el espacio por el COBE y por WMAP, igual que por una docena de

observatorios terrestres y de equipos instalados en góndolas suspendidas de globos atmosféricos.

El experimento WMAP de la NASA fue diseñado para observar manchas en la radiación de

fondo más pequeñas que las observadas por COBE. El apellido Wilkinson en el nombre del

proyecto se introdujo en memoria del físico de la Universidad de Princeton, David Wilkinson,

(quién murió pocos días antes de que los primeros resultados de este proyecto fueran presentados

al público) por ser uno de los diseñadores de las antenas a bordo de la sonda. Wilkinson también

fue miembro del notable grupo en Princeton liderado por Robert Dicke cuyos integrantes son

reconocidos como los pioneros en el desarrollo de las tecnologías que permitieron detectar la

radiación de fondo y medir sus propiedades. La sonda WMAP fue lanzada al espacio el 30 de

junio del 2001 y ahora se encuentra en un punto de equilibrio a una distancia de un millón y

medio de kilómetros. Allí puede mirar hacia el espacio con sus antenas sintonizadas

estratégicamente a varias frecuencias para observar la radiación de fondo con mayor intensidad.

También permite monitorear (y luego eliminar) la radiación que proviene de nuestra galaxia. Los

sensores a bordo de COBE y WMAP, que se usan para medir las pequeñas desviaciones en la

temperatura del fondo de radiación, no miden la temperatura en términos absolutos. Más bien

registran las diferencias de temperatura entre dos puntos del cielo. Las variaciones que, según la

teoría del big bang se esperan en la temperatura de la radiación de fondo, son demasiado

pequeñas — del orden de pocas millonésimas de grado kelvin. Detectarlas sería equivalente a

poder detectar detalles de un centímetro en el relieve de una casa vista desde una distancia de un

kilómetro. Para medir las diferencias en temperatura se usan dos antenas, cada una de las cuales

apunta una dirección distinta, por ejemplo por 60 grados, y luego se toma la diferencia de la

señal proveniente de las antenas. El par de antenas se coloca en una plataforma giratoria en

movimiento para cubrir al cabo de un tiempo suficientemente largo de observación, la totalidad

de la esfera celeste. El COBE estuvo recogiendo datos durante cuatro años y el WMAP durante

siete.



109

¿Qué apariencia tiene el fondo de radiación? Como nuestros ojos no son sensibles a las

microondas, para visualizar las mediciones de las variaciones en temperatura de la radiación de

fondo los analistas dibujan un mapa que se vale de los colores para representar la temperatura. Si

pudiéramos ver las microondas con nuestra propia vista, el mundo que nos rodea sería bastante

diferente. Los hornos microondas aparecerían como intensos focos incandescentes y la atmósfera

emitiría un brillo constante que ocultaría la radiación de fondo. Tendríamos que salir de la

influencia de la atmósfera en globos que ascienden a grandes alturas o en sondas espaciales.

Desde allá el cielo se ve como una pintura abstracta hecha de manchas irregulares, más o menos

como se aprecia en la foto que aparece a continuación.

Figura 3-6. Mapa de manchas del fondo cósmico

Esta foto del universo cuando era bebé apareció a bombo y platillo un día de abril de 1992 en la

primera página de diarios a lo largo y ancho del planeta. Se trata de los resultados del COBE

cuando fueron presentados en sociedad. Las declaraciones extravagantes de algunos cosmólogos

y la resonancia exagerada que tuvo la noticia en los medios de comunicación, lograron que por

unos instantes efímeros el universo despertara más interés que una foto de modelo exótica

exhibiendo sus atributos en pasarela. Los titulares de los periódicos hablaban de “conocimientos

profundos sobre el origen del tiempo”, “el descubrimiento del siglo” y “posiblemente el mayor

descubrimiento en la historia de la humanidad”. Una de las afirmaciones más estrambóticas fue

pronunciada por George Smoot quien aseveró sin el más mínimo rubor que “era como ver la cara

de Dios”. Este chirrido estridente fue pronto amplificado por la prensa, la radio y la televisión y

generó gran conmoción entre la gente y animados debates entre académicos sobre si esa

manifestación peregrina le hacía más daño que bien a la ciencia35

. Recuerdo las montañas de



110

cartas que llegaban a la oficina de Smoot (en esa época me encontraba en Berkeley cuando

alistábamos un radiotelescopio para hacer observaciones de la Vía Láctea). En las cartas, miles

de personas de todos los rincones le amonestaban por meterse con ese tema, le hacían severas

advertencias sobre la salvación de su alma, le explicaban que el universo no tiene forma de

huevo, o le proponían teorías alternas del universo basadas en experiencias místicas o en recetas

caseras. Como advertí desde el comienzo, el tema de la cosmología no es un dominio técnico

exclusivo de profesores untados de tiza que se dedican a manipular ecuaciones, cifras y datos.

Antes bien, el hecho de que la cosmología toca a todos los seres humanos se manifestó

nítidamente en la forma como el público reaccionó al anuncio de los hallazgos del COBE. Dicho

episodio generó una verdadera mina de datos que los sociólogos de la ciencia seguramente

utilizarán para llevar a cabo estudios muy interesantes sobre la percepción de la ciencia y su

persevida transgresión en asuntos que no debería tocar. Una de las revelaciones curiosas que

surgió de esta experiencia es que en cada uno de nosotros hay un cosmólogo. Sí, cada uno de

nosotros tiene una cosmovisión que está enraizada con firmeza en la lógica interna que se forma

a partir del cúmulo de experiencias que ganamos a lo largo del tiempo en todas las interacciones

con el mundo externo. Esa escueta foto de manchas de colores es todo lo que queda después de

70 millones de mediciones individuales de la temperatura en puntitos del cielo, después de 25

años de preparación del experimento y después de que un equipo de 1 000 personas tomara datos

y los analizara durante más de cuatro años. La misma pequeña foto en forma de huevo es todo lo

que tienen los cosmólogos para juzgar sus grandiosas teorías. Y ¿cómo hacen los cosmólogos

para conectar una mancha en una foto con los detallados eventos que, según sus teorías,

ocurrieron en el universo hace 14 000 millones de años? Y, ¿por qué el universo tiene forma de

huevo? Comencemos con el huevo. El universo no tiene forma de huevo. Lo que estamos viendo

en la foto es la proyección en un plano de formas pintadas en la superficie de una esfera. Los

datos representados en la foto son mediciones de la temperatura de la radiación de fondo

correspondientes a muchos puntitos separados en la esfera celeste, que al proyectarlas en la hoja

de papel se deforman en un mapa de apariencia oval. Pasemos a la primera pregunta. Es cierto:

de manera figurativa esa escueta foto constituye el material con el que trabaja el cosmólogo para

confrontar su teoría con las observaciones. Para ser más precisos, el análisis se realiza, no con la

imagen de la foto como aparece publicada, sino con los datos numéricos de la temperatura para

cada dirección en la esfera celeste. En el caso del COBE, por ejemplo, la esfera celeste se partió



111

en 6 144 partes iguales y a cada una le corresponde un valor de temperatura. En el caso del

WMAP, que tiene mayor resolución, la esfera celeste se dividió en más de tres millones de

pedacitos, cada uno de ellos con su temperatura conocida. La tarea ahora es tomar cada una de

las manchitas en el mapa y catalogarlas por su tamaño y su temperatura. Nos podemos imaginar

una cajita que recibe las manchas más pequeñas, una para las manchas de tamaño más grande y

así en orden, hasta llegar a las manchas más grandes. Luego se cuenta el número de manchas en

cada cajita. Con la ayuda de métodos estadísticos y de programas en el computador, este

ejercicio se puede hacer de manera muy fácil y eficientemente36

. Lo importante es que este

conteo de manchitas para cada escala angular (llamado “espectro angular de potencias”, al cual

aludimos antes) es el punto de contacto con la teoría. Los cosmólogos —muy austeros—

armados apenas de lápiz, papel y neuronas (bueno, lo de “austeros” podría revisarse según el tipo

de Bordeaux que necesiten para mantener las neuronas en funcionamiento) desarrollan teorías

del universo cocinando ecuaciones con cierta cantidad de ingredientes, de energía, de fuerzas y

de condiciones iniciales. Con las ecuaciones el cosmólogo calcula el espectro angular de

potencias en la radiación de fondo y las compara con la forma del espectro que se obtiene cuando

se cuentan manchitas en los mapas. Para mostrar con cuanta precisión la teoría del big bang

encaja con las observaciones, abajo se muestra la gráfica del espectro angular esperado en la

teoría y acompañada de los datos. Este tipo de gráficas por lo general son complicadas y están

destinadas para las revistas especializadas que consultan a las dos de la mañana los estudiantes

de doctorado que no tienen nada mejor que hacer, pero yo afirmé al comienzo del libro que todos

los conceptos que se manejan en la cosmología están al alcance del gran público. Por eso hemos

incluido (ver figura) la gráfica que publicó el equipo de WMAP en el flamante Astrophysical

Journal cuando presentó los resultados después de observar el cielo durante siete años

consecutivos37

. La gráfica muestra una curva (línea continua) que representa el espectro angular

que predice el modelo del big bang. Los datos que provienen del conteo de manchitas son los

puntos negros. Nótese que los datos traen incluido el margen de error, representado por unas

barritas verticales proporcionales a la incertidumbre de la medición. Por favor, admiren la

fidelidad con la que los datos siguen a la teoría. Cabe anotar también que la forma de la curva —

con esas gibas de camello que se repiten— refleja justamente las oscilaciones acústicas de la

gran parranda que armaron los fotones y la materia los primeros 380 000 años del universo. Ese

camello de tres gibas codifica una cantidad impresionante de información sobre lo que pasó en la



112

parranda. La posición de la primera giba indica la curvatura del universo, su altura indica la

densidad de materia, y la altura de la giba del medio en relación con sus vecinas indica la

densidad de átomos en el universo.

Figura 3-7. Curva de camello (espectro angular)

Me he guardado a propósito un aspecto del conteo de manchitas porque no quería desviar la

atención cuando exponía el significado de las mediciones del COBE y el WMAP. Se trata del

análisis de datos que se requiere para extraer los parámetros de la teoría. El modelo del big bang

se puede expresar con tan solo seis parámetros38

que se deben determinar con las observaciones.

Ejemplo de estos parámetros son la constante cosmológica y la densidad de materia. Los

científicos hallan en valor numérico de los parámetros del modelo comparando la predicción

teórica (la curva de camello) con los datos y haciendo variar los parámetros del modelo de tal

forma que la curva teórica se aproxime lo mejor posible a los datos. Quienes no entienden este

método de análisis de datos suelen afirmar, de manera errónea, que la teoría del big bang se ha

modificado a la fuerza con el solo propósito de acomodar los datos empíricos. Este método de

análisis estadístico es bastante sólido y confiable y se ha utilizado con gran éxito durante más de

200 años39

para producir la mayoría de los resultados que hacen parte del corpus científico.



113

Resumemos lo que hemos aprendido sobre la historia del universo. En la teoría del big bang el

universo ha tenido una historia muy llena de acontecimientos. Si el universo fuera un señor que

vivió por 100 años, ¿Cuáles fueron los eventos más significativos en su vida? Si comprimimos la

historia entera del universo a tan solo 100 años así transcurriría la vida del señor universo: la

nucleosintesis de los elementos ligeros ocurrió una millonécima de segundo despúes de haber

nacido; la radiación cósmica de fondo se desprendió del plasma primordial a las 24 horas de

vida; a los cuatro años y cinco meses de vida aparecieron las primeras galaxias; el cumpleaños

número 66 fue muy celebrado porque a esta edad se formó el sistema solar; la Tierra se formo a

los 71 años de edad; la vida unicelular apareció cuando el señor cumplió los 75 años; a los 99

años y medio ocurrió la última extinción masiva de los dinosaurios; Lucy (Australopitecus

afarensis) apareció en escena 8 dias antes de la muerte del señor universo; Homo sapiens

apareció tan solo 16 horas antes de su muerte; las pirámides de Egipto se construyeron 10

minutos antes y el descubrimiento de America ocurrió 2 minutos antes de su muerte.

EL LADO OSCURO DEL BIG BANG

El big bang ganó amplia aceptación dentro de la comunidad científica a partir de la segunda

mitad de la década de 1960 cuando explicó de manera satisfactoria las observaciones de la

radiación de fondo, la expansión del espacio y la abundancia de los elementos ligeros en el

universo. A partir de ese momento, en general los cosmólogos enfocaron sus esfuerzos en

resolver el problema de la estructura del universo a gran escala. Surgieron grandes campañas de

observación y mapeo de la distribución de las galaxias que revelaron inmensas aglomeraciones

de galaxias. El reto era verificar si las meta-estructuras observadas en los mapeos de galaxias

eran compatibles con la teoría y fue allí donde surgieron los problemas. Por un lado, las

estructuras son demasiado grandes y prominentes como para haberse formado con el mero

mecanismo de colapso gravitacional. Para ensombrecer más el panorama, las observaciones

también revelaron la escandalosa situación de un universo al que —hace 5 000 millones de

años— le entró el antojo de acelerar la expansión. La solución más económica al problema de las

grandes aglomeraciones de galaxias fue la de postular la existencia de una materia oscura

presente en el universo primigenio que con su masa le dio un empujoncito a la formación de



114

estructura. Para lidiar con la inesperada expansión tardía del espacio los teóricos apelaron al

recurso, ya probado por Einstein, de echarle la culpa a un agente aún desconocido que apretó el

acelerador (la constante cosmológica “lambda”) en las ecuaciones de la gravedad. Este agente

acelerador se conoce con el desdichado nombre de energía oscura.

En el contexto de la cosmología el término “energía oscura” constituye un uso desafortunado del

lenguaje porque evoca conjuros asociadas con “energía oculta” y otros posibles hechizos de

naturaleza esotérica y mística. Esos términos resultan bastante alejados de la ambición de la

cosmología científica, que es explicar el universo con mecanismos naturales. Lástima que los

cosmólogos no le hubieran consultado a Murray Gell-Mann —eminente físico teórico que dio

aportes monumentales al modelo estándar de partículas subatómicas— quien les habría ayudado

a hacer un buen uso de las posibilidades del lenguaje y a esculpir un término más apropiado para

describir el fenómeno de la expansión acelerada del universo. Los físicos que estudian la materia

y sus constituyentes sub-atómicos se dieron cuenta de que los protones y los neutrones en vez de

ser partículas elementales son como una bolsita que alberga en su interior tres partículas

verdaderamente elementales. Murray Gell-Mann bautizó a los inquilinos dentro del protón con el

vocablo “quark”, extraído de la literatura de habla inglesa40

y ajeno a connotaciones

preestablecidas. El nombre “quark” es llamativo, despierta interés en el público y se presta para

encapsular el significado de un fenómeno nuevo. Quisiera referirme a la energía oscura de los

cosmólogos como la “darkía”, la “dargía” o algo que rime con energía, pero para no generar

interferencia lingüística indeseada, dejémoslo así. La energía oscura, es una forma de presión —

como la gravedad, pero repulsiva— que existe en el espacio y que hace que la expansión del

universo se acelere. Es una fuerza de expansión que impregna el espacio mismo y que se les

apareció en la oscuridad de la noche, sin que nadie la llamara, a dos grupos de astrónomos a

quienes se les ocurrió penetrar con sus telescopios en profundidades del espacio nunca antes

exploradas de manera sistemática. Todos los datos acumulados hasta finales de la década de

1980 indicaban que la expansión del universo se frenaría lentamente. Los cosmólogos ya se

habían habituado a ese modelo de la expansión cuando en 1987 dos equipos de astrónomos

estremecieron el mundo de los cosmólogos cuando anunciaron intempestivamente que ciertas

observaciones indicaban que el universo comenzó a acelerar la expansión hace 5 000 millones de

años. El equipo “Alto Desplazamiento al Rojo41

” liderado por Brian Schmidt anunció que con



115

base en observaciones de explosiones de supernovas lejanas tenían evidencia convincente sobre

la expansión acelerada del espacio. Pocos meses después el “Proyecto Cosmología

Supernova42

”, liderado por Saul Perlmutter del Lawrence Berkeley Laboratory, mostró

resultados muy similares que corroboraron los hallazgos de Schmidt. Los investigadores de estos

dos grupos se ocupaban de extender la medición de la velocidad de expansión a grandes

profundidades. Era algo así como el experimento de Hubble pero hasta distancias más lejanas. Si

esta observación se compara con la irresistible actividad de espiar a los vecinos, Hubble alcanzó

a ver sólo a los vecinos que vivían a dos cuadras, mientras que Perlmutter y Schmidt lograron

espiar a vecinos que se encontraban a 10 000 kilómetros de distancia. La distancia hasta un

cuerpo astronómico se determina usando el principio de que el brillo aparente de un bombillo

disminuye a medida que nos vamos alejando de este. De igual manera, los astrónomos utilizan

estrellas de brillo intrínseco conocido y que a la distancia aparecen con brillo disminuido. Claro,

para poder hacer observaciones de objetos muy lejanos, es necesario que estos tengan un brillo

intrínseco muy alto. En sus experimentos, Perlmutter y Schmidt lograron observar en distancias

más lejanas gracias a que pudieron identificar un tipo de estrellas con brillo intrínseco conocido

y muy intenso43

. Estas fabulosas fuentes de luz son las estrellas supernova que tienen la

propiedad de explotar siempre con la misma potencia. El comportamiento predecible de estas

estrellas las hace bastante útiles, ya que como la energía de la explosión es siempre la misma,

entonces su brillo aparente es una indicación de qué tan lejos están. El análisis de las distancias y

las velocidades de las supernovas indica que la expansión del universo se está acelerando.

¿Cómo sabemos que hay materia oscura? Sabemos que debe existir materia oscura por su

influencia en el movimiento de las estrellas en las galaxias espirales. Veamos un ejemplo

sencillo que nos guía para entender cómo se mueven las estrellas en una galaxia espiral.

Pensemos en el económico jugete hecho de una cuerda y una piedra amarrada en un extremo de

la cuerda. Ahora ponemos a la piedra a dar vueltas como simulando la hélice de un helicóptero.

Si cortamos la cuerda, la piedra sale volando, pero si queremos que la piedra siga dando vueltas,

será necesario mantener la tensión de la cuerda. Para que se de un movimiento circular como el

de la piedra es necesario la fuerza centrípeta proporcionada por la cuerda. Las vueltas serán más

veloces si se incrementa la fuerza centrípeta. Los estudiantes de física de bachillerato pueden

calcular la fuerza necesaria para producir un movimiento de rotación de determinadas



116

características. Un ejemplo del movimiento de rotación en astronomía lo ofrece la Tierra en su

órbita anual alrededor del Sol. Y, ¿cuál es la fuerza centrípeta responsable del movimiento de la

Tierra? La respuesta de Newton dice que la fuerza de atracción gravitacional entre el planeta y el

Sol es la causa del movimiento de la Tierra en su órbita. De manera similar, la fuerza de

gravedad entre la Tierra y la Luna es responsable del movimiento de la Luna en su órbita

alrededor de la Tierra y el movimiento de rotación de las estrellas en una galaxia depende de la

fuerza de gravedad con la que la galaxia hala a las estrellas hacia su centro. La materia oscura se

le apareció inadvertidamente a la astrónoma Vera Rubin cuando observó que las estrellas en las

galaxias se estaban moviendo muy rápido y por lo tanto era necesaria la presencia de masa

oscura que proporcionara la fuerza centrípeta adicional que se requeriría para explicar las altas

velocidades de rotación de las estrellas.

Vera Rubin44

es una destacada astrónoma de Washington que ha pasado el 75% de su vida

estudiando el movimiento de las estrellas en las galaxias. Cuando terminó su bachillerato en

Washington y fue aceptada en la universidad, su profesor de física de bachillerato la amonestó

con que le iría bien siempre y cuando no se metiera a estudiar algo relacionado con las ciencias.

Rubin optó por prestar oídos sordos a tan cáustica advertencia de su profesor, ingresó a la carrera

de astronomía y se graduó del Vassar College en 1948. Su condición de mujer le generó por

doquier obstáculos a sus ambiciones profesionales. Cuando solicitó un catálogo informativo a la

Universidad de Princeton con la idea de adelantar una maestría, recibió como respuesta una

comunicación en donde se le informaba que el catálogo no le sería enviado porque no admitían

mujeres. Su empeño en superar los crueles ataques a su amor propio y en sobrepasar todos los

obstáculos que se le interponían a una mujer con ambiciones de ser científica nos muestra con

claridad cuán intenso era su interés en la astronomía. Ese interés se hizo evidente desde cuando

estaba pequeña. Pasaba noches enteras mirando las estrellas desde su cuarto y al día siguiente

hacía dibujos y mapas de las estrellas fugaces que observaba. En la historia de la astronomía las

mujeres han dejado una profunda marca y han hecho importantes contribuciones que incluyen el

descubrimiento de los pulsares por Jocelyn Bell; las propiedades de las estrellas variables y el

desarrollo de un patrón para medir distancias en el universo por Henrietta Leavitt; los estudios de

la composición química de las galaxias por Cecilia Payne; la observación de macro-estructuras

en el universo por Margaret Geller; la determinación de la edad del universo por Wendy



117

Freedman y muchas otras45

. Considerar las dificultades innecesarias que tuvieron que enfrentar

esas mujeres le hace a uno pensar también en las tantas carreras potenciales en astronomía que

innumerables mujeres no pudieron adelantar debido a la montaña de prejuicios y al ambiente de

exclusión que encontraban en todo lugar. Rubin no fue a Princeton, pero sí fue admitida en la

Universidad de Cornell, donde sus profesores fueron, nada menos que, Hans Bethe, Richard

Feynman y Philip Morrison. A los 21 años escribió un artículo titulado “Rotación del universo”

que presentó en un simposio de la Sociedad Americana de Astronomía. Más adelante regresó a

Washington con su esposo y sus hijos. Su esposo, que era físico de Cornell, compartía una

oficina con Ralph Alpher, quien se encargó de conectar a Rubin con George Gamow. Por esa

época existía mucho interés en investigar problemas relacionados con la formación de las

galaxias y su distribución espacial, es decir si están dispersas por el espacio de manera uniforme

o si forman grupos. Gamow tenía interés por saber si las galaxias se agrupan en estructuras

superiores y en tal caso quería saber cuál era el tamaño de los cúmulos. Gamow se interesó tanto

por el trabajo de Rubin que ella ingresó al programa de doctorado de la Universidad de

Georgetown bajo su dirección. Gamow le propuso como tema de tesis doctoral investigar el

problema de la distribución espacial de las galaxias. Para empezar a desentrañar la clave del

problema, Rubin investigó las técnicas estadísticas apropiadas para analizar los catálogos de

galaxias. Como trabajaba durante el día y sus dos hijos la mantenían ocupada, realizó los

cálculos por la noche, con una calculadora de mesa.

Rubin hizo contribuciones importantes al estudio de las galaxias tanto en su trabajo de maestría

como en el de doctorado, pero quizá su mayor contribución fue la del descubrimiento de la

materia oscura. Este fue posible gracias a la confluencia de dos factores: la experiencia de Rubin

en astronomía galáctica y la suerte de trabajar con Kent Ford, quien acababa de hacerles mejoras

sustanciales a los aparatos usados por los astrónomos para obtener los espectros de las estrellas.

A comienzos de 1970, Rubin y Ford se encontraban trabajando para el Instituto Carnegie de

Washington y se les ocurrió investigar el movimiento de rotación de las galaxias. Las galaxias de

tipo espiral son inmensos discos de estrellas que rotan a gran velocidad. La Vía Láctea, por

ejemplo, es un disco con 100 000 millones de estrellas, en el cual el Sol —una de las estrellas—

está montado en una órbita a 27 000 años-luz de distancia del centro de la galaxia y rota a una

velocidad de 250 kilómetros por segundo46

. Para el estudio acordado sobre la rotación de las



118

galaxias, Rubin y Ford escogieron la galaxia de Andrómeda a 2,5 millones de años luz de

distancia de nosotros. Utilizaron el instrumento desarrollado por Ford para recoger mediante los

lentes de un potente telescopio la luz de Andrómeda. Estos lentes separan la luz en sus

componentes, cada uno de diferente energía, para formar un espectro. En el espectro aparecen las

marcas características de la luz emitida por átomos de hidrógeno. Los astrónomos pueden inferir

la velocidad de la fuente de luz comparando la posición de las marcas en el espectro con un

espectro patrón de referencia. Rubin fue la primera mujer a quien se le permitió usar el

observatorio de Palomar. En este trabajo, como en sus investigaciones anteriores, Rubin no

estaba tratando de probar o refutar una teoría, ni estaba recibiendo órdenes o guía de un

programa teórico. Era un trabajo que ella quería hacer motivada por pura curiosidad. El simple

proceso de hallar respuesta a estos problemas fundamentales despertaba en ella una fascinación

especial alimentada por el hecho de plantearse un problema sobre el universo, viajar a los

observatorios, preparar las placas fotográficas, pasar largas noches en el observatorio guiando el

telescopio, revelar las fotografías y examinar los mensajes plasmados en ellas por luz de fuentes

remotas. En 1966, Rubin y Ford emprendieron la tarea de medir la velocidad de rotación de la

galaxia de Andrómeda. La idea era determinar la masa de la galaxia midiendo la velocidad de las

estrellas más lejanas del centro. Recordemos que las estrellas dan vuelta en torno al centro de la

galaxia gracias a la fuerza de gravedad producida por la materia en la galaxia y que la velocidad

de las estrellas alejadas del centro debería ser menor que la de aquellas que merodean en

cercanías del centro simplemente debido a que la gravedad es más débil a distancias alejadas del

centro de la galaxia. El primer espectro se pudo extraer en el frío de diciembre de 1967 y

manejando los controles del telescopio de Lowell en plena oscuridad para no exponer las placas

fotográficas. Después de un tiempo de exposición de 70 minutos, las características del espectro

emergían lentamente a medida que la foto era procesada. La imagen del espectro era clara y

demostró que el método funcionaba. Las mediciones siguieron, también desde el observatorio de

Kitt Peak, y en un período de dos años lograron medir la velocidad de 67 regiones a diferentes

distancias del centro de Andrómeda, incluyendo algunas que superan los 8 900 años luz. Fue

durante ese programa de observaciones cuando Rubin se encontró con el sorprendente hecho de

que las estrellas en lejanía del centro de la galaxia se están moviendo a velocidades superiores a

lo que uno esperaría si solo tiene en cuenta la materia visible de la galaxia. Los resultados de

estas mediciones, presentados en el simposio de la Sociedad Americana de Astronomía en 1968,



119

mostraron persuasivamente que Andrómeda tenía mucha más materia de lo que se pensaba, es

decir que la galaxia alberga materia que no es visible directamente (de ahí el nombre “materia

oscura”) y que manifiesta su presencia aumentando la fuerza de gravedad que sienten las

estrellas y el gas que da vueltas en la periferia de la galaxia.

La conclusión de que debe existir materia oscura es la explicación más económica al exceso de

velocidades de rotación de las galaxias. Sin embargo, los astrónomos al principio se mostraron

reticentes a una idea tan foránea y peligrosamente especulativa. Una vez más, vemos cómo en el

caso de la cosmología moderna lo que presenta la evidencia experimental va en contravía de las

expectativas teóricas. Los teóricos contemplaron la alternativa de modificar la teoría de la

gravedad para acomodar estas observaciones, de hecho la teoría de gravedad modificada, o

MOND, propuesta en 1983 por Mordehai Milgrom explica la rotación de las galaxias con

sorprendente precisión47

. Sin embargo, ese ejercicio era un tanto problemático ya que la teoría de

la gravedad es tan coherente que no es posible perturbarla en una esquina sin crear problemas en

la otra, además surgieron observaciones astronómicas de choques de cúmulos que invalidaron la

hipótesis (más adelante hablaremos de las observaciones del “cúmulo de la bala” que muestran la

presencia de materia oscura). Las mediciones de velocidades de rotación de las galaxias fueron

complementadas con observaciones de radio emisiones y continuaron por una década en la cual

se comprobó una y otra vez que las galaxias albergan más materia de la que es visible. La

evidencia a favor de la materia oscura era innegable. Debido a que las mediciones de velocidad

son directas y se obtienen con métodos bien establecidos, maduros y entendidos por los

astrónomos, la comunidad científica terminó aceptando la materia oscura. Esta situación fue

reforzada por estudios en otra parte de la cosmología donde una vez más encontramos las huellas

de Vera Rubin y donde también surgió la necesidad de invocar la presencia de la materia oscura.

Estamos hablando de cómo se formaron las macro-estructuras del universo estudiadas por Rubin

en su tesis doctoral. Las tecnologías telescópicas automatizadas han hecho posible construir

mapas del universo donde se muestran las distancias y las posiciones relativas de millones de

galaxias, para así poder revelar las características de las macro-estructuras. Las galaxias en el

universo no están distribuidas de manera uniforme. Por el contrario, tienden a agruparse de modo

que forman una jerarquía maravillosa de estructuras. Las estrellas se agrupan en galaxias, las

galaxias en cúmulos y estos en supercúmulos. Las agrupaciones comenzaron a formarse en la



120

gran parranda cuando el universo era joven y cuando la materia primordial se conglomeraba en

centros de atracción guiados por las vibraciones acústicas en el medio. La gravedad luego se

encargó de amplificar el proceso. Visto desde la distancia, el proceso sería parecido a lo que

percibimos desde un edificio alto al mirar hacia abajo, donde hay una plaza repleta de gente que

se mueve en desorden y que tiende a amontonarse alrededor de los centros de atracción donde

está el músico que toca el violín o el malabarista que presenta su espectáculo al público. La

necesidad de la materia oscura en este proceso surgió cuando se hicieron los cálculos para

predecir la estructura del universo a gran escala a partir de las fluctuaciones de la materia y de la

radiación en la gran parranda. Ocurrió que los resultados indicaron que la amplitud de las

fluctuaciones medidas en los mapas de la radiación de fondo no era suficiente para explicar las

estructuras a escalas intermedias. Por lo tanto se requería una cantidad adicional de masa que

amplificara el efecto de la gravedad, pero sin amplificar las manchas en los mapas de radiación.

Esta última condición se lograría con un tipo de materia que no tuviera interacción con los

átomos, es decir un tipo de materia oscura. De estos cálculos no solo se desprende que en el

universo debe existir más masa de la que se observa. También queda claro que la masa adicional

que se requiere no puede estar constituida por átomos de hidrógeno, helio o cualquier otro

elemento de la tabla periódica. La masa oscura no puede estar conformada por simples átomos

porque la adición de protones y neutrones al recetario cósmico alteraría el balance de los

elementos químicos ligeros (que ya habíamos visto es de 75% hidrógeno, 25% helio y unas

trazas menores de litio y deuterio) y dejaría una marca más intensa en las manchas de los mapas

de radiación, marca que no se observa.

En realidad no era la primera vez que los astrónomos postulaban la presencia de una materia que

no es visible pero cuya presencia se manifiesta por los efectos gravitacionales que provoca. El 18

de septiembre de 1846 un individuo con el pomposo nombre de Urbain Jean Joseph Leverrier,

hijo de un oficial del gobierno de Normandía, expuso la no menos pomposa predicción de que

existía un octavo planeta — un planeta que nadie había observado, un cuerpo astronómico

invisible cuya presencia se manifestó por las anomalías que éste causa en la órbita del planeta

Urano. Por esos años y desde su descubrimiento en 1781, Urano era la sensación y despertaba el

mayor interés en los círculos de los astrónomos por ser el primer planeta que se descubrió

después y por separado de los seis que conocíamos desde la antigua Grecia. Como nota de



121

interés histórico quisiera agregar que Urano no fue descubierto por un astrónomo profesional. El

primero en reconocer a Urano fue William Herschel, un músico alemán convertido en aficionado

a la astronomía. Volviendo a Leverrier, los estudios del movimiento de Urano indicaban que el

planeta se desviaba de la órbita que los astrónomos versados en la elaborada matemática de los

movimientos planetarios habían calculado con tanta precisión. Leverrier culpó de esas

desviaciones a la presencia de un planeta invisible que perturbaba la órbita de Urano; le envió al

astrónomo Johann Galle, del observatorio de Berlín, una nota en la que le pedía que hiciera

observaciones en coordenadas específicas del cielo en busca de un planeta nuevo. Justamente el

23 de septiembre de 1846 Galle encontró un cuerpo errante en el sitio anunciado. Esa es la

historia de Neptuno. Aunque la predicción del planeta Neptuno se originó en tratar de inferir —

por sus efectos gravitacionales— la presencia de un cuerpo de materia normal, el asunto de

predecir la materia oscura guarda ciertas semejanzas. En el caso de Neptuno estamos hablando

de aplicar la teoría de la gravedad para explicar el movimiento de otro planeta; en el caso de la

materia oscura nos referimos a la masa que debe ser en gran medida la responsable de la rotación

de las galaxias espirales y de la formación de meta-estructuras de galaxias. En ese sentido la

materia oscura no tiene nada de raro ni de extra-científico.

Los argumentos que motivaron a los astrónomos a introducir materia oscura suenan razonables,

sin embargo cabe preguntarse ¿es la materia oscura una substancia real o un fantasma que solo

existe en la cabeza del astrónomo? La evidencia —contundente para muchos científicos— que

ha mostrado la existencia de materia oscura en el universo es una secuencia de imágenes

astronómicas del choque entre dos cúmulos de galaxias que muestran a la materia oscura en

acción. Para entender porqué los astrónomos están convencidos de que estas observaciones

revelan la presencia de materia oscura, hagamos un pequeño experimento mental. Vamos a

pensar en dos nubes flotando en el espacio vacío. Las nubes están compuestas de materia normal,

como los átomos en el aire, y de otro tipo de materia que no interactua con nada. El siguiente

paso del experimento es disparar las dos nubes una hacia la otra de tal forma que choquen. ¿Cuál

será el resultado de este experimento? Dado que los átomos de la materia normal sufren intensas

interacciones electromagnéticas mientras que las partículas de masa oscura son insensibles a las

fuerzas electromagnéticas esperaríamos que durante el choque las dos componentes de materia

en las nubes se comporten de manera muy diferente. Esto es lo que sucede en nuestro choque



122

imaginario de nubes: durante la colisión la componente de materia normal de las dos nubes se

mezcla violentamente en una amalgama caliente de materia que queda suspendida en el punto

central de la colisión. En marcado contraste, las partículas de materia oscura se cruzan fácilmente

sin darse cuenta de lo que está pasando durante la colisión y al final vemos que la componente de

materia oscura en las nubes se cruzan y siguen moviéndose como si nada. En resumen el

resultado del experimento es que la materia oscura se separa de la materia normal ya que la

materia oscura sigue su camino en dos bolas separadas mientras que la materia normal queda

frenada en el medio en una nube caliente que mezcla la materia normal de las dos nubes. Pues

bien, este experimento es más que un ejercicio mental. La naturaleza les regaló a los astrónomos

este experimento en la vida real del universo. El 21 de agosto del 2006 salió un comunicado de

prensa puesto por un equipo de científicos de la NASA y del Centro de Astrofísica de Harvard-

Smithsonian donde presentaron los resultados de la observación del choque de dos cúmulos de

galaxias48

. Los investigadores observaron el “cúmulo de la bala” a una distancia de 3 400

millónes de años-luz en colisión con otro cúmulo vecino. Un cúmulo de galaxias está

conformado por un grupo de galaxias y gas intergaláctico de materia normal y de masa oscura.

Cuando dos cúmulos de galaxias chocan se espera observar que, igual que en nuestro

experimento mental, el gas de materia oscura se separe del gas normal y que éste quede en el

medio en forma de una nube caliente de gas. Los investigadores usaron el observatorio Chandra

de rayos X de la NASA para visualizar y medir la temperatura de la nube de materia normal. La

materia oscura amontonada en dos nubes separadas fue revelada por el efecto que estas nubes

producen en la luz de galaxias lejanas. Al pasar por las nubes de materia oscura la luz desvía su

trayectoria como la luz que pasa por una lente. De hecho la imagen que observa el astrónomo de

las galaxias lejanas se ve amplificada, como por una lente, y así se puede hacer un mapa de la

distribución de materia oscura. El resultado de estas observaciones es que muestra nítidamente

una nube normal y caliente en el centro y dos nubes de materia oscura que se separaron como

producto de la colisión de los dos cúmulos.

¿Cuál es la naturaleza de la materia oscura? Sabemos que no puede estar compuesta

exclusivamente de átomos ordinarios porque se requiere una inmensa cantidad y por lo tanto su

presencia ya se habría manifestado. Por ejemplo, para explicar la dinámica rotacional de

Andrómeda hay que suponer que esta galaxia posee mucha más materia de lo que se ve en las



123

imágenes astronómicas. Toda esa materia, ya sea en forma de átomos que flotan en nubes de

polvo interestelar o en objetos astronómicos, no puede escapar detección porque la materia

ordinaria siempre emite y absorbe radiación, de manera que sería observada con sensores

ópticos, infrarrojos o de la frecuencia adecuada para captar su presencia. Se puede concluir

entonces que la materia oscura debe ser una sustancia que no está hecha de los átomos normales

sino más bien de partículas sub-nucleares que interaccionan solo con la fuerza de gravedad y tal

vez con la fuerza nuclear débil. Para entender la naturaleza de la materia oscura nos tenemos que

acercar a la física sub-nuclear. La teoría de partículas elementales y la astrofísica son cada vez

más convergentes y sus conceptos y descubrimientos cada vez están más ligados entre sí. El

problema de la materia oscura es una de las aéreas en las que la simbiosis entre el micro-cosmos

y el macro-cosmos comienza a dar frutos. Encontramos que por su lado los físicos de partículas

ya habían postulado la existencia de partículas elementales de propiedades consistentes con la

materia oscura en las galaxias. Dichas partículas elementales, cuyos nombres — como axión y

neutralino— podrían servir de marcas para detergentes económicos, son necesarias en el modelo

estándar de partículas e interacciones.

Hemos entrado al lado oscuro del big bang donde encontramos que las teorías del universo se

ven obligadas a incorporar conceptos extraños ¿Es acaso el lado oscuro del big bang un

verdadero problema para la cosmología moderna? Un breve resumen de las etapas de la

cosmología nos ayudará a poner en perspectiva la situación. Podemos partir la historia de la

cosmología moderna en tres grandes períodos: (1) Antes de Hubble (el astrónomo, no el

telescopio epónimo), (2) el gran debate y (3) la era de las observaciones. La época anterior a

Hubble abarca los años que van desde el desarrollo de la teoría de la relatividad general en 1915

hasta la medición de distancias extra galácticas por Edwin Hubble en 1923. La cosmología que

surgió durante esos años era una actividad teórica basada en conceptos matemáticos sólidos pero

carente de contacto con observaciones y poco conocidos por los astrónomos. En esa época

difícilmente habríamos podido defender la cosmología frente a las críticas que afirmaban que era

una actividad mental especulativa. Hacia finales de la década de 1930 comenzó el gran debate

entre el modelo cosmológico estacionario (Hoyle) y el del big bang (Gamow). El debate se

extendió hasta 1964 cuando se descubrió la radiación de fondo predicha en el modelo del big

bang. Aunque las observaciones astronómicas que aportaron directamente al desarrollo de la



124

cosmología se originaron con el programa de observaciones de Hubble, la cosmología como

ciencia empírica basada en observaciones sistemáticas del universo a gran escala comenzó en la

década de 1970 y ha seguido incrementándose con los resultados de sondas especializadas que

tienen la capacidad de penetrar el espacio profundo cada vez con mayor sensibilidad y poder.

Mientras que en la cosmología pre-Hubble la teoría llevaba las riendas, ahora en la edad de la

observación son los experimentos y las observaciones los que van al mando de la carroza.

Contamos con una teoría del universo —el big bang— que explica una gran cantidad de

fenómenos pero que aún no está acabada. Ninguna teoría está acabada. Los avances tecnológicos

sin duda traerán de la mano datos nuevos. Algunos datos refuerzan la teoría otros la ponen a

prueba. Sin embargo, cuando una teoría ha madurado por muchos años y ha logrado extender su

dominio a mayores escalas y a un mayor número de fenómenos, no tiene sentido descartarla de

plano cuando surgen resultados experimentales que no encajan del todo con esta. Antes de optar

por la drástica solución de arrojar la teoría por la ventana, los teóricos van a exigir que los datos

sean fuertemente corroborados. Por otra parte, es importante que al menos exista una teoría

alternativa que explique los nuevos datos y todos los otros fenómenos que la teoría que va a ser

suplantada explicaba satisfactoriamente. Mientras que esas condiciones no se den, proponer la

existencia de elementos desconocidos —bajo rótulos como el de “materia oscura”— para

explicar nuevas observaciones es sin duda una práctica aceptable en el proceso científico. Un

ejemplo clásico de esa situación lo encontramos en el caso de los neutrinos, unas partículas

elementales que en su tiempo fueron una forma de materia oscura. Los neutrinos son partículas

fantasmales de masa ínfima cuya existencia fue postulada por el eminente físico Wolfgang Pauli

para explicar el aparente rompimiento del balance de energía en ciertas reacciones nucleares. La

alternativa era abandonar el principio de conservación de energía, y por ahí derecho casi toda la

física clásica, y se descartó por considerarse una solución impráctica. El físico italiano Enrico

Fermi desarrolló en 1934 la primera teoría exitosa del decaimiento radiactivo beta incorporando

la partícula propuesta por Pauli, a la cual le dio el nombre de “neutrino”, usando la lengua

italiana para denominar algo neutro y muy pequeño. Durante 26 años el neutrino eludió todo

intento de detección debido a que únicamente interacciona de manera muy tímida por medio de

la gravedad y la fuerza nuclear débil. Mientras que usted lee esta frase miles de millones de

neutrinos han atravesado su cuerpo y han penetrado la Tierra sin sufrir interacción alguna. Esto

se debe a que la interacción nuclear débil es apenas una fracción de 1/100 000 000 000 menos



125

fuerte que la interacción electromagnética y tiene un alcance de solo 0,000000000000001

centímetros. En 1955 Frederick Reines y Clyde Cowan montaron un experimento para observar

neutrinos generados en el reactor nuclear de Savannah River en los Estados Unidos. La idea de

Reines y Cowan se basaba en detectar los productos de la reacción nuclear inversa al

decaimiento radiactivo beta producidos en un tanque de 200 litros de agua tratada con pocas

trazas de cadmio. El inmenso flujo de neutrinos disponible en el reactor nuclear proporcionaba

10 billónes de neutrinos por centímetro cuadrado por segundo, los cuales fueron suficientes para

producir la señal esperada y poder anunciar al mundo la existencia del neutrino. En 1995 Reines

recibió el premio Nóbel de física por el descubrimiento del neutrino. Con este primer

experimento no se pudo determinar la masa del neutrino pues para ello se requiere un

instrumento muchísimo más grande. Se usó un sensor consistente en 50 000 toneladas de agua

pura en un tanque enterrado 600 metros bajo tierra en el monte Ikena, cerca de la ciudad de

Kamioka, en Japón. El resultado del experimento de Kamioka, complementado con uno aún más

reciente insertado en las minas de Creighton, en Ontario, indica que el neutrino tiene una masa

que es a lo sumo 250 000 veces menos que la masa del electrón.

Cuando examinamos los resultados de Rubin sobre la rotación de las galaxias y la necesidad de

materia oscura para explicar el exceso de velocidad de rotación, aludimos a la posibilidad de que

la materia oscura fueran partículas que interaccionan débilmente. ¿Serán acaso los neutrinos

unos buenos candidatos para ser la materia oscura del universo? Debido a la enorme abundancia

de neutrinos en el universo, esta partícula puede llegar a desempeñar un papel importante en la

formación de las estructuras de cúmulos de galaxias. ¡En cada centímetro cuadrado del universo

entero hay en promedio 300 neutrinos! Infortunadamente, la respuesta es no. El neutrino tiene

muy poca masa y se propaga a velocidades muy altas (cercanas a la velocidad de la luz), de tal

forma que durante el tiempo del colapso gravitacional de las grandes nubes de materia para

formar cúmulos de galaxias, el neutrino tiene suficiente tiempo para escapar y dejar de contribuir

gravitacionalmente a la formación de esas estructuras. Lo anterior quiere decir también que —

además de ser masivos— los candidatos a ser materia oscura además se tienen que propagar a

velocidades mucho menores que la velocidad de la luz. El nombre genérico de la materia que

reúne esos requisitos es “materia oscura fría”. El apelativo de “fría” se refiere a la baja velocidad.

La materia oscura fría es eficiente en la formación de estructuras a escalas pequeñas y medianas,



126

como por ejemplo las galaxias y cúmulos pequeños. Con la materia oscura fría la distribución de

materia en el universo sigue una jerarquía de estructuras donde primero aparecen las galaxias,

luego estas se agrupan en cúmulos y estos a su vez forman estructuras mayores. Las

observaciones astronómicas que buscan elaborar un inventario tridimensional de las galaxias y

de sus posiciones relativas están de acuerdo con el guión sugerido por la materia oscura fría, en

el que primero aparecen en escena las galaxias y luego estas se agrupan en cúmulos.

La introducción en la cosmología de materia y energía oscuras podría percibirse como una nube

que oculta el progreso en el conocimiento del universo. Por fortuna, el experimento WMAP vino

al rescate. Vimos cómo el análisis de los datos de manchas en los mapas del WMAP y de la

curva de camello —que representa el espectro de potencias de la radiación de fondo— entrega el

valor de los parámetros del modelo cosmológico. Los resultados combinados de WMAP con

otros experimentos resuelven el inventario cósmico con alta precisión y nos anuncian que

vivimos en un universo en el que los átomos —de los que estamos hechos los humanos, las

vacas, las piedras y el Sol— es apenas 4,6% del universo. El resto del universo está compuesto

de materia oscura fría (22,8%) y de energía oscura (72.6%). Esta revelación es una poderosa

lección de humildad porque significa que si en un momento dado todos los átomos se

aniquilaran, básicamente el universo seguiría siendo el mismo —o por lo menos 95.4% del

universo permanecería inalterado— lo cual resalta cuán insignificante es nuestra presencia en el

cosmos. Con los resultados de estos experimentos quedan resueltas las preguntas fundamentales

que ocuparon a los cosmólogos durante los 70 años que transcurrieron entre el Hubble y el

WMAP. ¿Qué edad tiene el universo? ¿Qué tan rápido se expande el espacio? ¿Cuál es la

geometría del universo? ¿De qué está hecho el universo? ¿Cómo se formaron las galaxias y otras

estructuras mayores? Hace 400 años quien anduviera contemplando esas preguntas despertaría

las sospechas de las autoridades eclesiásticas. Si hace 90 años un científico ambicioso tuviera el

coraje de abordar el tema, no sería tomado en serio por sus colegas. Hoy tenemos respuestas que

han surgido de observaciones: La edad del universo es de 13 700 millones de años; la distancia

que separa un par cualquiera de galaxias aumenta a una velocidad de 78 kilómetros por hora por

cada mil años-luz de distancia; el universo está hecho en su mayoría por materia, energía oscura

y por un mero 4,6% de átomos; las galaxias y las estructuras se formaron por la acción de la

gravedad bajo la guía de oscilaciones acústicas amplificadas por materia oscura. Además, el



127

WMAP observó evidencias del fondo de los neutrinos de origen cosmológico, que también había

sido predicho por Alpher y Herman. Estos avances significativos no implican que los

cosmólogos vayan a quedar de brazos caídos o que ya hayamos completado el desarrollo de la

cosmología moderna. WMAP abrió una ventana al universo que vertió luces sobre rincones

escondidos donde yacían ocultas las respuestas a estas preguntas fundamentales. Empero, así

mismo dejó al descubierto otras ventanas por abrir. Unas preguntas se trocaron por otras. Ahora

queremos saber cuál es la naturaleza de la energía oscura, cómo detectar la materia oscura, cómo

se formaron las primeras estrellas, qué proceso originó las vibraciones acústicas del universo

primigenio y muchas otras. Nunca podremos afirmar con certeza que hemos llegado a la teoría

final y definitiva del origen del universo o que esta es correcta sin lugar a dudas porque siempre

existirá la posibilidad de que surjan datos experimentales más precisos que la falsifiquen. Sin

embargo, una buena teoría debe hacer predicciones y cuando las predicciones se pueden

comprobar experimentalmente la teoría adquiere solidez. Otro aspecto que incrementa la

probabilidad de que una teoría sea correcta es la consistencia interna y la consistencia con otras

teorías más fundamentales y maduras. En este aspecto el big bang es una teoría robusta que goza

de una envidiable consistencia. Hoy contamos con una teoría científica del origen y evolución

del universo que se basa en innumerables observaciones que entrelazan de manera coherente

diversos dominios de la física — desde las partículas sub-atómicas hasta los cúmulos de

galaxias. Esto quiere decir que el edificio teórico tiene, además de bases sólidas, los travesaños y

las vigas cruzadas que fortalecen la estructura. El big bang no solo es consistente con la teoría

de la relatividad sino que brota inevitablemente de esta. También es consistente con la física

nuclear al integrarla como mecanismo de producción de los elementos químicos ligeros en

épocas tempranas del universo cuando este exhibía alta temperatura y densidad. La coherencia

interna está demostrada por la gran cantidad de observaciones astronómicas independientes que

la teoría relaciona y explica. Las notas de Simplicio que se muestran abajo ilustran las relaciones

entre los diversos dominios cubiertos por la teoría. Las conexiones son estrechas y la mezcla de

las múltiples relaciones entre los diferentes dominios teóricos entrelazados es coherente — como

el plato de fideos que parece un desorden pero es un único plato. Por ello resulta claro que el

modelo se rompe si una de las piezas claves del rompecabezas queda falsificada a raíz de ciertas

observaciones. El diagrama de consistencia nos presenta una malla de conocimiento bien tejida

donde las partes encajan y cooperan fácilmente, una telaraña de conceptos y observaciones bien



128

balanceada, en fin, una impresionante red que conecta el micro-cosmos con el macro-cosmos

para formar un modelo robusto del universo. Cabe mencionar que, como es normal en esta etapa

de crecimiento de la teoría, el big bang enfrenta todo el tiempo desafíos. No obstante, hasta el

momento no existen resultados experimentales sólidos que den pie para rechazarlo.

Figura 3-8. Consistencia del big bang

Para apreciar qué tan robusto es el modelo del big bang, podemos navegar el diagrama de

consistencia siguiendo una de las líneas que conectan dos piezas cualesquiera del rompecabezas.

Tomemos por ejemplo la línea que conecta la estructura a gran escala con las vibraciones

acústicas. Las observaciones son, por un lado una escala preferencial de 480 millones de años luz

en el tamaño de las agrupaciones de galaxias y por el otro lado el tamaño preferencial de 0,6

grados de las manchas en los mapas de la radiación de fondo. El modelo físico que explica estas

dos observaciones aparentemente inconexas propone que las estructuras en las agrupaciones de

galaxias y el tamaño de las manchas tienen el mismo origen. Para recordar, ese mecanismo es el

colapso gravitacional de grandes regiones del plasma primordial en el que convivían la materia y



129

la luz en esa gran parranda que ocurrió durante los primeros 380 000 años de existencia del

universo. Las vibraciones acústicas ejercen la función de semillas de estructura que afectan por

igual a la radiación y a la materia antes de que estas se divorcien. Tras el divorcio —

¡transcurridos 380 000 años de ejemplar matrimonio!— la materia sigue evolucionando por su

lado y deja que la gravedad forme nubes de hidrógeno y helio a partir de regiones donde las

vibraciones acústicas habían comprimido más el plasma. Por otro lado, la radiación se desacopla

de la materia y viaja libremente por el espacio llevando las marcas dejadas por las vibraciones

acústicas. Hoy observamos esas marcas en las manchas de la radiación de fondo y en las

agrupaciones de galaxias. Los cálculos del modelo para el tamaño de las manchas y el tamaño de

las agrupaciones de galaxias son consistentes con los valores observados de 0,6 grados y 480

millones de años luz, respectivamente.

Empero, sigamos aun otro hilo, esta vez el de la abundancia de los elementos en el universo y la

temperatura de la radiación de fondo. Recordemos que los elementos ligeros (helio, litio,

deuterio) se formaron durante los tres primeros minutos del universo cuando este era una especie

de reactor nuclear donde convivían en equilibrio termodinámico los protones, los neutrones y los

fotones. La temperatura del big bang —es decir de la radiación— viene determinada por el

número de fotones y sus energías. Sin embargo, si aumentamos la temperatura del big bang, los

fotones energéticos serían capaces de romper los enlaces nucleares y bajar la abundancia nuclear,

dejando el universo con solo hidrógeno. Por el contrario, si bajamos la temperatura de la

radiación de fondo se lograría aumentar la formación de elementos ligeros y alterar la

abundancia relativa observada por los astrónomos, con lo cual posiblemente el resultado sería un

universo de solo hierro. En resumen, la abundancia relativa de los elementos ligeros y la

temperatura de la radiación de fondo están íntimamente ligadas. Los cálculos del modelo del big

bang son consistentes con la temperatura medida de la radiación de fondo de 2,725 grados

Kelvin y con las observaciones astronómicas de la abundancia relativa de los elementos livianos

de 25% helio y 75% hidrógeno.



130

LOS PROBLEMAS DEL BIG BANG

La teoría del big bang ha tenido un éxito espectacular cuando se trata de explicar lo que sucedió

en el universo a partir de un segundo después del origen. La razón por la cual este experimento

intelectual ha dado buenos resultados es que se basa en la física nuclear y en la teoría de la

relatividad general, las cuales han sido firmemente establecidas. Para el comienzo de la década

de 1970, los cosmólogos tenían el rompecabezas bastante bien armado. Había uno que otro

hueco —como la cuestión de la materia oscura— pero también una convicción muy arraigada de

que la teoría iba por buen camino. Todo aparecía color de rosa hasta que alguien —¡siempre hay

un aguafiestas así!— preguntara: ¿Y entonces cómo se originaron las condiciones del universo

justo antes de un segundo? Y: ¿Cuál es el origen de la materia? Y: ¿Cómo se originaron las

vibraciones acústicas en el plasma primordial? Y: ¿Por qué la radiación de fondo tiene la misma

temperatura promedio en puntos de la esfera celeste diametralmente opuestos? Y: ¿Por qué la

velocidad de expansión del universo está perfectamente afinada para permitir la ascendencia de

Homo sapiens después de 13 700 millones de años? Los cosmólogos despachaban con gran

habilidad el desafío que representaban esas preguntas incomodas. Muy sencillo: las mandaban a

un baúl herméticamente cerrado y marcado con un rótulo muy grande que decía: “Condiciones

Iniciales”. Pues sí, dar un rótulo a lo desconocido y seguir adelante es una de las prerrogativas de

los teóricos, pero, ¡ojo!, esa práctica no es una estratagema fácil para esconder los defectos del

modelo y poder así vender el producto final. ¡No! Lejos de ello, porque nombrar lo desconocido

antes de tener un modelo explicativo equivale a un contrato implícito entre los investigadores

que dice algo parecido a: “Estimado colega: Yo desconozco las condiciones antes del primer

segundo del universo, pero voy a postular unas condiciones iniciales que me garantizan que la

temperatura del universo es la misma en todo lugar. A mis colegas del futuro les dejo la tarea de

explicar cómo se logra esta condición de igualdad de temperatura; yo me ocuparé de lo que

ocurre después del primer segundo del universo a partir de la suposición aquí declarada”. En el

transcurso de un programa de investigación se considera perfectamente aceptable identificar las

islas de ignorancia, demarcarlas con toda claridad y seguir adelante. De lo contrario la ciencia no

avanzaría. Por ejemplo, Newton no explicó cómo opera la gravedad (¡inmensa isla de

ignorancia!) sin embargo su teoría de la gravedad funcionó perfectamente y progresó por muchos

años. Explorar lo desconocido no es nada fácil y sería ingenuo pretender que una teoría del



131

universo floreciera libre de defectos desde su primer brote. Los cosmólogos estamos

construyendo a oscuras un mapa del universo. El ejercicio se parece a entrar a un laberinto

subterráneo en la oscuridad y tratar de trazar un mapa, sin duda una tarea ardua y peligrosa

(podríamos perdernos). Empero, sí podemos decir en cualquier momento cuáles partes del

laberinto se conocen bien y cuáles no tanto. En cosmología, esa línea que marca la frontera de lo

desconocido estaba localizada en la década de 1970 en el primer segundo del universo. Hacia

finales de la década los cosmólogos comenzaron a mover esa línea cada vez más cerca del punto

cero.

En forma resumida, el problema de las condiciones iniciales del big bang es que para que se

forme un universo donde surja la vida todos los factores relacionados con tal proceso deben estar

finamente balanceados y haber sido ajustados con exquisita precisión desde un comienzo. El afán

por encontrar un mecanismo físico que explique las condiciones iniciales del big bang ha

motivado estudios intensos y aun así, hasta el día de hoy no tenemos una solución plenamente

aceptada. El primer problema radica en explicar por qué la dinámica del universo exhibe un

estado improbable de perfecto equilibrio entre dos extremos igualmente dañinos para el universo:

por un lado tendríamos un universo donde la expansión se frena y se vuelve a comprimir

rápidamente, lo cual negaría la posibilidad de que se formaran estrellas, planetas y más aun,

Homo sapiens; por el otro lado tendríamos un universo que se expande rápidamente para siempre

dejando a la materia en estado de dilución lo cual anularía la posibilidad de que se formaran

galaxias o estructuras. Esta situación —ya de por sí preocupante para los teóricos— se ve

agravada por el hecho de que las ecuaciones que respaldan estas posibles historias de la

evolución del universo nos dicen que la dinámica es altamente inestable y se mueve impulsada

por la tendencia a precipitarse violentamente hacia el extremo de la expansión desmedida o al de

la contracción veloz. La expansión en el justo medio —tal como es observada en nuestro

universo— es un estado altamente improbable. Este estado es tan inestable como un elefante

parado en un paraguas. Por eso los cosmólogos se refieren a este problema como el problema de

la “planitud” (o propiedad de ser plano). En términos más sofisticados, la dinámica del universo

depende de la geometría del espacio, que puede ser curva o plana, a su vez la geometría del

espacio viene determinada por la cantidad de materia en el universo. La geometría del espacio

viene determinada por la forma de las trayectorias que siguen los rayos de luz. Así, por ejemplo



132

en un universo plano las trayectorias son perfectamente rectas, mientras que en un universo con

mucha masa (geometría no plana) las trajectorias de la luz no son rectas. Nuestro universo está

en el justo medio, lo cual corresponde a un espacio donde la geometría es plana.

Cuantitativamente el problema de la planitud se puede expresar indicando que la densidad de la

materia después de un segundo del origen no puede desviarse del valor crítico por más de

0.00000000000001% de tal forma que 13 700 millones de años más tarde el universo se

encuentre en el estado dinámico observado.

Figura 3-9. El problema de la planitud

El segundo problema lo encontramos en el valor constante de la temperatura promedio de la

radiación de fondo. Las manchas que aparecieron en los mapas del COBE y WMAP representan

diminutas variaciones de temperatura —del 0.001%— por debajo y por encima de un valor

promedio que es el mismo en cualquier dirección del cielo que observemos. ¿Por qué es tan

uniforme la temperatura de fondo del universo? Las regiones del fondo de radiación en diferentes



133

partes de la esfera celeste provienen de partes del universo primigenio que no tuvieron tiempo

(por causa de la expansión) para establecer un equilibrio térmico que igualara sus temperaturas.

En estas condiciones se esperaría que el valor promedio de la temperatura de fondo mostrara

desviaciones notables entre diferentes partes de la esfera celeste, pero eso no es lo que se

observa.

El tercer problema, uno que ha presentado formidables retos, es el de explicar el origen de las

vibraciones acústicas observadas por WMAP. Cabe anotar que son justamente esos grandes retos

los que ponen a circular los mejores jugos creativos en la cabeza del teórico. Así como la

solución al problema de las abundancias de elementos en el universo surgió del matrimonio entre

la cosmología y la física nuclear, la solución hasta ahora más atractiva al problema de las

condiciones iniciales del big bang también salió de un experimento nupcial, esta vez entre la

cosmología y la física de partículas. Advertimos que estamos cruzado la frontera entre la parte

firmemente establecida de la cosmología y la parte especulativa. La mañana del 7 de diciembre

de 1979, un joven físico de partículas que trabajaba en un laboratorio en la Universidad de

Stanford, en California, salió en paños menores montado en su bicicleta y gritando a todo

pulmón “¡Eureka, resolví los problemas del universo!” Bueno, para ser preciso, algunos detalles

de la anécdota no son literalmente ciertos. Lo de paños menores y lo de gritos es invento del

autor, todo lo demás es cierto49

. Se trata de Alan Guth y su creación intelectual revolucionaria —

el modelo inflacionario de la creación— que abrió un camino conducente a explicar las

condiciones iniciales del big bang. La naturaleza revolucionaria de la invención de Guth y la

manera como la gestó me crearon la tentación irresistible de paragonarla con la celebrada

anécdota del sabio griego Arquímedes, quien se dice salió desnudo a la calle a anunciar con

eufóricos gritos de ¡Eureka!, su brillante solución al problema de la corona del rey.

Una idea ingenua del vacío sería la de imaginarnos un recipiende del cual extramos toda la

materia. Concepto claro pero infortunadamente la naturaleza es un poquito caprichosa. La teoría

cuántica nos dice que en ese “vacío” adormece una forma de energía potencial que exhibe

fluctuaciones en su intensidad. El vacío en la teoría cuántica no es simplemente un estado

absoluto carente de energía y masa. Todo sistema cuántico, vacío o no, exhibe una incertidumbre

inherente —que Heisenberg mostró— de la cual no puede escapar. Este precepto nos prohíbe



134

pensar en un estado de energía que todo el tiempo sea idéntico a cero, de tal forma que en el

vacío la energía presenta pequeñisimas fluctuaciones que pueden causar un cambio en el estado

de ese vacío. Esta propiedad escandalosa del vacío fue explotada por Alan Guth para resolver los

problemas del universo. Guth comenzó a trabajar en problemas de cosmología con algo de

resistencia ya que había enfocado su investigación en la física de las partículas elementales y

veía la cosmología con algo de recelo debido a la naturaleza etérea de los problemas que la

acosan. Guth quedó intrigado por el problema de la planitud, del cual se enteró en una charla que

dictó Robert Dicke de la Universidad de Princeton. Empero fue un colega suyo quien lo empujó

a la cosmología cuando le propuso que calculara cuántos monopolos magnéticos existían en el

comienzo del big bang. Este problema, que en su planteamiento suena parecido a contar el

número de ángeles que caben en la cabeza de un alfiler, es el tipo de reto que les gusta a los

teóricos de partículas y fue suficiente para convertir a Guth en cosmólogo. Un monopolo

magnético sería, como el nombre lo sugiere, una partícula elemental cuya carga magnética

consta solo de un polo norte o un polo sur magnético, pero no de ambos. Los físicos de

partículas que se convierten en cosmólogos se caracterizan por su capacidad para diseñar —por

encargo de cualquier cliente— mundos nuevos y maravillosos sin molestarse por la plausibilidad

de su existencia. Las materias primas con las que construyen esos mundos son: lápiz, papel y

unas ecuaciones en las que aparece un término llamado “energía potencial”. En ese término los

teóricos ponen con mucha habilidad lo que les plazca y lo moldean hasta que el resultado

satisfaga al cliente. Guth se ingenió una forma de “energía potencial” —sacada de las teorías de

unificación que estaban en boga en el momento— que le daba al espacio unas propiedades

fantásticas, como la de dilatarse violentamente empujado por una gravedad negativa que repele

en vez de atraer. La lucidez de la idea de Guth está en usar la energía subyacente en el vacío

cuántico para oprimir el acelerador que dejó Einstein en las ecuaciones de la gravedad. El

acelerador sería la constante cosmológica (“lambda”), expuesta anteriormente, que Einstein

metió en su ecuación (G = T + Λ), solo que esta vez “lambda” aparece en el lado derecho50

.

La misma idea también se le había ocurrido al físico ruso Alexei Starobinsky del Instituto

Landau de Física Teórica en Moscú y pronto causó revuelo en el mundo de los cosmólogos

porque el concepto ofrece un mecanismo atractivo y económico para resolver los problemas de la

cosmología. En el modelo de Guth se produce una breve expansión exponencial súper acelerada



135

al comienzo del big bang en la cual una región más pequeña que el núcleo de un átomo se

expande, en tan solo una fracción infinitesimal de segundo, a un tamaño inimaginable en el cual

nuestro universo observable queda como una burbujita en el océano. Quizá por inspiración

surgida de la teoría monetaria a este modelo del comienzo del big bang se le llama, de manera

muy apta, el modelo inflacionario. Según el modelo inflacionario, el origen del big bang se

puede explicar acudiendo a la metáfora de la abuela en la mecedora. Imaginen ustedes que la

abuela está sentada en su mecedora, al borde de un precipicio. En su vaivén, la mecedora se

acerca peligrosamente al borde del precipicio en una parte del ciclo y se aleja del borde al final

del ciclo. Como los ciclos no son todos de igual amplitud, sabemos que tarde o temprano la

amplitud de un ciclo excederá el límite de seguridad y tendrá un fin no muy alegre para la

abuela. Usando un eufemismo de profesor de física diríamos que la abuela y su mecedora

conforman un sistema en “equilibrio inestable”. Es un sistema que almacena gran cantidad de

energía potencial (debido al precipicio) mientras que la mecedora va serenamente de un lado al

otro. Cuando llega el momento de la mecida final y el sistema cae al precipicio, la energía

almacenada se libera, generando calor y muchas molestias. El potencial diseñado por Guth en su

teoría tiene un punto de equilibrio inestable, como la abuela, y con la energía que se hace

disponible durante la “caída al precipicio” se genera gran cantidad de materia, anti-materia y la

expansión acelerada que comenzó el big bang. En la teoría, la caída al precipicio se da

espontáneamente mediante un mecanismo que se llama efecto túnel y que fue usado por Gamow

para explicar el decaimiento radiactivo tipo alfa (de nuevo encontramos las huellas de Gamow en

todo lugar). Así como una partícula radiactiva alfa “salta al precipicio” de manera espontánea y

sale disparada del núcleo atómico, el universo salta espontáneamente del vacío. Con respecto al

problema de la uniformidad de la temperatura de la radiación de fondo, el modelo inflacionario

dice que la temperatura promedio del universo es la misma en todas las partes porque antes de la

etapa de expansión acelerada el universo en su totalidad ocupaba una región muy pequeñita,

donde definitivamente no había ningún problema para igualar la temperatura en todo lugar. El

problema de la planitud también queda resuelto con la expansión acelerada simplemente porque

después de inflar el universo a un tamaño descomunal la geometría al final tiende a ser plana,

igual que para nosotros la Tierra se ve plana por lo grande que es en relación con la escala

humana. Lo bonito de este argumento es que propone que el espacio es empujado violentamente

hacia el estado de planitud sin importar los detalles de la densidad inicial y elimina así la



136

necesidad de ajustar finamente la curvatura. El mecanismo propuesto en el modelo inflacionario

para generar vibraciones acústicas se basa en las fluctuaciones del vacío según se entiende en la

teoría cuántica. Durante el brote de expansión acelerada en la inflación, las fluctuaciones

cuánticas se estrechan a tamaños macroscópicos e inducen las vibraciones acústicas que empujan

el colapso gravitacional y forman en el universo la estructura a grande escala. En el modelo

inflacionario, una de las características de las fluctuaciones es que sus amplitudes son iguales

para cualquier escala de distancia, lo cual es consistente con las observaciones del WMAP. La

propuesta inflacionaria ha despertado mucho interés porque es de una sencillez extraordinaria y

al mismo tiempo que resuelve los problemas de la planitud y de la constancia de la temperatura

propone un mecanismo que genera las partículas y las vibraciones acústicas (¡ah!, y a propósito,

también resolvió el problema de los monopolos magnéticos). Lo mejor de todo es que las

observaciones del COBE y del WMAP confirman aspectos importantes del modelo. En resumen,

el paso del universo por un breve período de inflación hace que este sea grande y caliente, que

esté lleno de materia y que sea uniforme y plano, y de este modo entregue las condiciones

iniciales justo como se requieren para que ocurra el big bang. Por todo lo anterior es difícil no

prestarle atención a la inflación. La idea de Guth fue tan espectacularmente exitosa que a las

pocas semanas de haber presentado el modelo inflacionario en coloquios universitarios nueve

prestigiosas universidades le ofrecieron trabajo. La idea se dispersó como fuego en un bosque de

paja.

El modelo original de Guth no proponía un mecanismo decente que explicara cómo se frenó la

etapa espasmódica con la que el universo brotó del vacío. Además, para que la idea original de

Guth funcionara bien, la inflación tendría que ser homogénea porque de lo contrario unas partes

del universo se inflarían más que otras y en ese caso el universo sería muy distinto al nuestro.

Debido a que en el modelo de Guth la inflación termina de manera arbitraria y a que el requisito

de la homogeneidad no quedaba satisfecho de inmediato, este fue rápidamente abandonado y

reemplazado por variantes que hasta hoy son debatidas y presentadas en congresos

especializados. La plomería interna de los modelos inflacionarios depende de las teorías de

unificación. Estas buscan lograr una formulación teórica que permita introducir la gravedad en el

esquema de la teoría cuántica de la materia. El problema es que aun no contamos con la teoría

cuántica de la gravedad y por esta razón no existe un modelo inflacionario definitivo. Todo



137

parece regresar a los matrimonios porque, para que esto se dé, necesitamos un tercer matrimonio

de teorías, esta vez entre la cuántica y la relatividad general. La parte de la cosmología que tiene

que ver con resolver el problema de las condiciones iniciales del big bang está apenas en

desarrollo y por lo tanto es una actividad especulativa. Sin embargo, los modelos inflacionarios

son vistos todavía con particular interés por su seductora oferta de resolver al mismo tiempo los

problemas más difíciles de la cosmología. Es posible que en el futuro, cuando la teoría de la

gravedad se armonice con la teoría cuántica, los modelos inflacionarios sean reemplazados por

conceptos enteramente nuevos, sin necesidad de hacer ajustes radicales al resto del marco teórico

del big bang. Vale la pena recalcar que mientras que los cosmólogos andan por ahí muy

ocupados tratando de resolver la física de los primeros instantes del universo, el big bang

“clásico” —que se encarga del universo a partir del primer segundo— continúa, válido,

imperturbable y hasta cierto punto independiente de los detalles del origen. Así llegamos a uno

de los puntos que ha generado mayores malentendidos entre el público en general, los

educadores y los medios de comunicación. Hay aspectos de la teoría del big bang que están

firmemente establecidos y hay otros aspectos especulativos, aún bajo construcción y que están

sujetos a cambios rápidos, a controversias y a debates vivos y saludables entre los científicos.

Así es como la ciencia progresa. El tema de la inflación está en la punta de la lanza de la

investigación y por esa razón es el aspecto más interesante. Estamos presenciando “en vivo” la

elaboración de una teoría. Desde 1980 cuando fue publicado el primer artículo de Guth sobre la

inflación, se publican en promedio 200 artículos por año sobre el tema de la inflación en

cosmología. Ya hay más de 50 modelos inflacionarios donde la idea subyacente de una

expansión abrupta y colosal invoca diferentes mecanismos que explican su comienzo y su

terminación. Lo habitual es que un simposio especializado sobre el tema esté lleno de acción, de

controversia, de debates encendidos, de críticas intensas, de egos más inflados que el universo y

de rivalidades interesantes. Para algunos observadores externos, esta interacción es sintomática

de una crisis, y así lo reportan. Con mucha frecuencia los titulares de los periódicos y revistas de

aficionados a la astronomía exhiben titulares como “¿Está la teoría del big bang en problemas?”

sin aclarar el contexto de esa información ni el verdadero significado que tiene lo que exponen

dentro del esquema general de la teoría. Para evitar malentendidos, es importante trazar una

línea muy clara que separe la parte de la teoría que sí está establecida con firmeza de la otra

parte, donde la teoría aún no está del todo cocinada. Cuando se prepara un banquete, no todos los



138

platos se cuecen al mismo tiempo y que el postre todavía no esté listo no quiere decir que no

haya fiesta. Así mismo, si en la teoría se hace necesario arrojar por la ventana uno de los

aspectos no maduros, pues nada le ocurre al núcleo de la teoría; la fiesta continúa sin ese plato.

En el caso del big bang, como hemos dicho, la línea divisoria a la que nos referimos se coloca a

un tiempo específico de un segundo después del tiempo cero. La física nuclear y la relatividad

general se aplican a las condiciones en el universo presentes a partir del primer segundo. Sin

embargo, durante las primeras fracciones de segundo el tamaño del universo es comparable al de

una partícula fundamental y las energías son tan altas que se requiere una teoría cuántica de la

gravedad, con la que aún no contamos. Lo más admirable del paradigma inflacionario es que ha

abierto la posibilidad de estudiar científicamente el momento de la creación.

Mientras que el problema de la planitud y el de la uniformidad de la temperatura parecen estar

cediendo al poder domador de los modelos inflacionarios, a mi parecer el problema más serio de

la cosmología en este momento es el de explicar la causa de la aceleración en la expansión. Una

aceleración que comenzó hace unos 5 000 millones de años. De nuevo, la respuesta impulsiva

del teórico es la de encontrar un mecanismo que controle el acelerador del universo (la constante

cosmológica “lambda”). El problema es que cuando se hacen los cálculos de la constante

cosmológica suponiendo que ésta representa la energía guardada en el vacío cuántico los

resultados son desastrosos y arrojan un resultado para el valor de la constante cosmológica con

un error tan grande que da vergüenza escribirlo en forma numérica51

.

REFLEXIÓN

Hemos llegado al final de este capítulo de introducción a la cosmología moderna y a sus más

recientes avances. No se buscaba tanto ofrecer un tratamiento histórico exhaustivo (para lo cual

existen trabajos más adecuados52

) sino más bien orientar al lector en el laberíntico ideario del

cosmólogo. Comprender lo que se teje en el diálogo entre Sagredo, Simplicio y Salviati —los

tres personajes que van a debatir el significado de todo este material— requiere entender primero

un poco los factores que moldearon la teoría y las complejas relaciones existentes entres los

diversos componentes de los modelos. Sin embargo, antes de cerrar el capítulo es importante

resaltar algunos aspectos de esta aventura intelectual. El big bang es una teoría dinámica, en el



139

sentido de que ha evolucionado en el tiempo. Lo que se entendía por big bang en 1930 es muy

distinto a lo que evoca el big bang de 1970 y este a su vez distinto al del año 2001. La evolución

de la teoría continúa. Algunos cosmólogos se refieren al big bang para denotar el momento

exacto en que se originó el universo. No obstante, cuando otros cosmólogos hablan del big bang

se están refiriendo al proceso de origen y evolución del universo. Por tanto, no sería un error

decir que el big bang es un marco teórico, o paradigma, que amalgama conceptos relacionados

con la idea de que el universo tiene un comienzo, una historia y un pasado caliente y denso.

Considerando la milenaria inquietud que los humanos hemos manifestado por saber sobre

nuestros orígenes y los más de 2 000 años acumulados en especulaciones al respecto, cabe

resaltar cuán joven es la cosmología moderna. El autor propone 1923 como la fecha significativa

del comienzo de la cosmología moderna53

, cuando Hubble identifica las “islas estelares” como

sistemas galácticos externos a nuestra propia galaxia. El big bang queda establecido alrededor de

1965 tras la detección del fondo de radiación. Con el trabajo del físico Jim Peebles de la

Universidad de Princeton en su libro Cosmología física54

queda erigido el modelo cosmológico

estándar que incorpora en la idea del big bang los procesos de formación de estructura a gran

escala en el universo. Nótese que los modelos inflacionarios no forman parte de la cosmología

estándar. En resumen, en los últimos 80 años hemos aprendido más acerca del universo que en

los 2 400 años que antecedieron las observaciones astronómicas de Hubble.

La hechos históricos que rodearon el avance de la teoría del big bang nos revelan que esta teoría

es el producto de una empresa humana. Los detalles de la historia dibujan un patrón que se repite

una y otra vez de manera sistemática: la idea de un universo en expansión se les apareció, sin

quererlo, a investigadores externos a la cosmología, a físicos nucleares o a físicos de partículas

que no eran miembros del “club de astrónomos” y que no habían invertido su capital intelectual

en el modelo. A Guth se le apareció el big bang la noche del 6 de diciembre de 1979 mientras

contaba monopolos magnéticos; de manera independiente se les apareció a Starovinsky en

Moscú, a Friedmann en San Petersburgo y a Gamow cuando trabajaba en problemas de física

nuclear; igual sucedió con el mismo Einstein quien, horrorizado, trató de suprimirlo. Entre tanto,

los ideólogos en el poder durante el régimen soviético tenían vetados los temas de la relatividad

y el big bang. La predicción hecha por Alpher y Herman sobre la radiación de fondo pasó

inadvertida y cayó en el olvido durante 17 años, a pesar de que en el momento de la predicción



140

ya existía la tecnología necesaria para hacer la observación. Durante los años de mayor

desarrollo, la teoría del big bang fue tema para los físicos nucleares, pero de poco interés para los

astrónomos. Para 1953, cuando ya daba síntomas de mayor madurez, la teoría fue dada por

muerta. Diez años más tarde la teoría del big bang fue redescubierta por Dicke y Peebles de la

Universidad de Princeton55

. Ciertas observaciones y datos importantes que hoy sustentan el

modelo fueron hallazgos accidentales no premeditados. La observación que hicieron Penzias y

Wilson de la radiación de fondo fue accidental. Más aún, a Wilson, quien prefería el modelo de

Hoyle desde que lo conocó personalmente durante su paso por CalTech, no le resultaba atractivo

el modelo del big bang. La materia oscura se le apareció a Vera Rubin mientras medía

velocidades de rotación de las galaxias. La teoría del universo que se estableció como modelo

aceptado por la comunidad científica fue un modelo rechazado desde el comienzo por esa

comunidad y los experimentos claves no realizaron bajo el dominio de un paradigma. ¿Qué

significa todo esto? Dejemos que sean Sagredo, Simplicio y Salviati quienes esgriman los

argumentos de este debate.



141

Capítulo 4

LOS DIÁLOGOS

Figura 4-1. Sueño de Simplicio

En su época de mayor auge, el Café Literatura era el sitio a donde acudían los poetas, los

pensadores y todo aquel que se considerara portador de ideas importantes. Animados por unas

copas y un buen café, estos ilustres ciudadanos compartían tardes enteras en las cuales discutían

con alguna altura los pormenores de la política, las artes y los acontecimientos de la ciudad

adolescente. Los ilustres habían ido haciendo su tránsito paulatino, uno a uno, al cementerio.

Luego vino la dictadura militar que obligó el cierre temporal del establecimiento: para los

militares, el solo hecho de que una persona entrara al café la hacía sospechosa. Surgió entonces

la idea de resucitar el establecimiento con una nueva personalidad. Sería un “café-libro” — que

de libro nada tenía pero sí mucho de salsa y son. Sus muros de un verde lúgubre prestaban un

mejor ambiente a borrachos impíos que a personajes sumergidos en charlas encumbradas sobre

epistemología. Al cabo de varios intentos por devolverle al café su prestigio y su aura de



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intelectualidad, éste terminó por ser un establecimiento mediocre pero donde se servía un buen

café. Con la ayuda de los frescos que representaban a un Neruda pálido y un Borges escueto que

fungían sobre la pared como cicatrices de un pasado mejor, el ambiente logró estimular la

práctica olvidada de la tertulia. Todo eso desembocó en que cada lunes y con precisión

matemática a las seis de la tarde se encontraran en el Café Literatura: Simplicio, un panadero

curioso, algo leído y bastante confundido; Sagredo, un sociólogo muy amigable pero con

tendencias panfletarias; y Salviati, un astrofísico untado de tiza, despeinado y a veces arrogante.

Sin embargo, he decidido no desgastarme extendiendo este preámbulo para ahondar sobre las

personalidades y puntos de vista de nuestros personajes ya que el diálogo mismo se encargará de

poner en vitrina los detalles. Entonces… ¡Adelante!

Primera jornada

SIMPLICIO: Bueno les anuncio que, como habíamos acordado, hice la tarea y leí los capítulos

introductorios de este libro, y francamente les digo que no quedé muy convencido.

SAGREDO: ¿Cómo así? Explique.

SIMPLICIO: Pues por una parte, ¿quién es el autor, el tal doctor Torres? Que haya estado en la

NASA no significa que sea un gran científico. No se me haría raro que su trabajo en la NASA

fuera servir los tintos. Sabemos cómo funcionan a veces esos asuntos por nuestras tierras:

algunos individuos van al extranjero, estudian durante un verano y llegan cargados de títulos

universitarios. Recuerde que aquí abundan los funcionarios de relumbrón “graduados en

Harvard”. Por otro lado, en el libro se expone la cosmología científica moderna como una visión

del mundo que goza de privilegios en comparación con otras cosmologías. Me parece una visión

muy occidental, muy europea. La cosmología del big bang se presenta como si fuera el recuento

de un mecanismo muy cercano; todo está aparentemente tan claro como una receta de cocina,

pero me parece que el universo es demasiado extenso y su historia en el tiempo muy compleja

como para explicarlo todo con unas recetas sencillas. Aún no quedo convencido de que esa

teoría sea correcta porque creo que los científicos trabajan bajo supuestos cuestionables. Por



143

ejemplo, yo no entiendo cómo es posible estudiar algo tan remoto en la distancia y en el tiempo

como el universo y su historia. Es cierto que los científicos conocen muy bien las leyes físicas

que gobiernan nuestra vecindad inmediata pero me parece un salto vertiginoso usar esas mismas

leyes físicas para explicar algo tan distante y que ocurrió hace tanto tiempo. ¿Están seguros los

astrofísicos de que las grandes distancias y el paso del tiempo no afectan la luz que nos llega

desde puntos remotos del universo? Para los que no respiramos ecuaciones, el recuento de la

historia del universo en el big bang suena tan mágico como la narrativa del libro del Génesis.

Decir que tenemos una explicación científica del universo y a renglón seguido argumentar que

dicha teoría depende de aceptar que el universo está constituido en un 74% de energía oscura y

en un 25% de materia oscura — cuyas naturalezas los científicos desconocen por completo — se

me hace francamente ridículo. ¿Qué diferencia hay entre tener que aceptar el concepto de una

energía oscura, desconocida y vaporosa y el de un ser sobrenatural que arbitrariamente ordenó el

universo de la manera como lo observamos hoy?

SAGREDO: Lo de quién es el tal doctor Torres se lo dejo a Salviati. Yo me ocuparé de sus otros

comentarios, que a propósito me parecen muy pertinentes. Es cierto que las escalas de tiempo y

espacio que se manejan en la cosmología son abrumadoras y que sobrepasan por varios órdenes

de magnitud las escalas humanas. Sin embargo, es importante considerar que no es necesario

tener contacto directo con objetos astronómicos para poderlos comprender, ¿verdad? Déjeme

hacerle una pregunta. Supongamos que usted nunca ha visto una de esas bellísimas fotos de la

Tierra que se han tomado desde el espacio. ¿Usted de todos modos creería que la Tierra es

redonda?

SIMPLICIO: Supongo que sí.

SAGREDO: Pero ¿cómo, si su experiencia diaria le dice que la Tierra es plana? No obstante

sabemos que la Tierra es esférica y podemos entender lo que eso significa. Los griegos

mostraron que la Tierra es esférica y hace 2200 años midieron el diámetro usando conocimientos

de geometría y observando el tamaño de las sombras proyectadas por unos palitos. Nótese que

se pudo establecer que la Tierra era redonda aún sin haber tenido contacto directo con esa

experiencia. El modelo esférico de la Tierra era un concepto abstracto, y de todos modos el



144

significado y las implicaciones de ese concepto se pudieron entender muy bien. El loquito de

Cristóbal Colon convenció, con base en ese concepto abstracto, a los reyes de España para que le

financiaran su famoso viaje. Otro ejemplo. ¿Usted sigue con su tratamiento de antibióticos,

verdad? Bueno, pues esos bichos que usted tiene en el estómago son tan pequeños que, en

relación con la escala humana, son tan distantes hacia lo microscópico como lo es un planeta

entero hacia lo macroscópico. Usted no tiene contacto directo con los microorganismos que lo

afligen y sin embargo lo veo usando los antibióticos recetados por el médico lo cual quiere decir

que confía en los resultados de la investigación científica según la cual el antibiótico aniquilará a

los desdichados invasores. Pues le recuerdo que una bacteria vive en un mundo tan remoto como

algunos objetos astronómicos y es muchísimo más compleja que una estrella…ah, usted sí se

toma el antibiótico pero no acepta el universo moderno. Actitud contradictoria.

SALVIATI: Quisiera…

SAGREDO: Perdón, sólo un segundito más y acabo mi idea. Es que ya que estamos hablando de

la posibilidad de conocer el mundo que existe a escalas mucho mayores o menores que la

humana, se me ocurre otro ejemplo que ilustra muy claramente el punto que quiero transmitir.

¿Usted sabe qué hace la compañía de semiconductores Intel? Intel es fabricante de los circuitos

integrados que se encuentran en las entrañas de los millones y millones de computadores y

cacharros similares por todo el mundo. Estas maravillas electrónicas controlan reactores

nucleares, aviones y equipo médico, es decir, controlan la vida moderna. En el 2007 Intel

reportó una ganancia neta de 7.000 millones de dólares. Algo bastante tangible ¿no es verdad?

Pues bien ¿sabía usted que esas pastillas con circuitos integrados se basan en una teoría abstracta

en la cual la luz y los electrones son estados combinados de onda y corpúsculo? ¿Chévere, no? Y

le aseguro que el gerente de Intel no ha tenido contacto sensorial directo con una de esas

superposiciones “onda-partícula”, pero en todo caso ¡él feliz porque ese intangible se materializa

al final del mes en un jugoso salario! Las partículas elementales con las que se trabaja en la

teoría cuántica de semiconductores existen a escalas que comparadas con un ser humano están

alejadas hacia lo microscópico en igual proporción que la estrella alfa-Centauri lo está hacia lo

astronómico. Para darle una idea de la magnitud de lo que estamos hablando, si viajamos a la

velocidad de un jet hacia esa estrella, nos demoraríamos cinco millones de años en llegar.



145

Simplicio, no creo que usted tenga problema en aceptar la teoría de semiconductores que hace

funcionar esa cámara tan bonita que tiene ahí. Entonces no entiendo por qué se muestra reacio a

aceptar una visión científica del universo. ¿Será que como la Biblia es neutra con respecto a los

superconductores, entonces por eso no cuestionamos esa teoría y sí la del big bang?

SALVIATI: Bueno, finalmente me deja usted hablar, don Sagredo. Cuando usted se apodera de

la palabra se le olvida que no es Cicerón. Antes que nada quisiera agradecerle a Simplicio sus

comentarios, que son muy pertinentes y ponen nuestra discusión por buen camino. En mis clases

me encuentro a diario ese mismo tipo de comentarios. En cuanto a Torres, no quiero gastar

tiempo en él. Usted mismo puede buscarlo en la Internet e informarse56

. Pasemos ahora a lo

importante. Simplicio, cuando se presenta la cosmología del big bang en el libro también se

habla de la evidencia experimental que respalda la teoría, ¿no es cierto?

SIMPLICIO: Sí. Si entendí bien, los astrofísicos han podido recoger la energía de las ondas de

radiación que bailaban pegaditas a la materia hace muchos años cuando el universo apenas

celebraba su cumpleaños número 380 000. Los gritos de esa gran parranda cósmica dejaron algo

así como unos ecos que aún resuenan hoy por ahí, por todas partes, hasta en este espacio aquí

entre nosotros tres. También se habla de la expansión del espacio observada por Hubble y de la

cantidad de helio que se observa por doquier en el universo. Hasta ahora, los cálculos y las

predicciones de la teoría del big bang con respecto a estos fenómenos cuadran muy bien con las

observaciones. Todo está claro hasta este punto, pero eso de la materia oscura no me cuadra, y

mucho menos aquello de la energía oscura. No existe evidencia que indique que esos conceptos

esotéricos sean reales.

SALVIATI: Por cierto, muy preciso su resumen. Me gusta cómo expone el big bang a la manera

criolla. Está compitiendo con Ernesto Cardenal, quien narró el big bang a la manera poética57

:

Somos polvo de estrellas.

Hace 15.000.000.000 de años éramos una masa

de hidrógeno flotando en el espacio, girando

lentamente, danzando.



146

Y el gas se condensó más y más

cada vez con más y más masa

y la masa se hizo estrella y empezó a brillar.

Condensándose se hacían calientes y luminosas.

La gravitación producía energía térmica: luz y calor.

Como decir amor.

A ver, comencemos con el problema de la materia y la energía oscura...

SAGREDO: No me parece buena idea perdernos en la minucia técnica de los cosmólogos

cuando aún tenemos un punto tan fundamental por resolver, concretamente si es que hay que

aceptar un modelo del universo que tiene que acudir a la magia para sustentarse.

SALVIATI: ... Oiga, ¡no me interrumpa! Justamente quería explicar que eso de la materia oscura

nada tiene de magia. Por el contrario, el concepto se deriva de un proceso científico riguroso y

serio. Ustedes los sociólogos58

agravan la confusión de la gente que está interesada en aprender

sobre el tema, y para colmo de males muchas veces ni distinguen entre astronomía y astrología.

SAGREDO: Y ustedes los científicos son los culpables de la gran confusión que hay entre las

personas que tienden a aceptar los dictámenes de la ciencia con actitud no crítica, como si la

ciencia viviera en un pedestal que la hace superior con respecto a otras maneras de aproximarse

al universo. Muy bien nos lo recordaba Ernesto Sábato59

, un estudiante de física, cuando decía

que el cientificismo es un nuevo fetichismo en el cual una comunidad de practicantes que

desarrollan códigos cada vez más elaborados y remotos supuestamente para explicar el universo,

manipulan el dogma científico. ¿Para explicárselo a quién? ¡Será a ellos mismos! No creo mucho

que sus elaborados códigos sean de fácil acceso al gran público.

SALVIATI: Ernesto Sábato salió con esos disparates en un momento de su vida en que estaba

intoxicado por el surrealismo. A cualquier joven universitario inquieto, militante de movimientos

comunistas, que fuera a París en 1938 a estudiar y se encontrara deslumbrado por los grupos de

intelectuales avant garde del momento se le iba a torcer sin falta la cabeza. “Durante ese tiempo



147

de antagonismos, por la mañana me sepultaba entre electrómetros y probetas y anochecía en los

bares, con los delirantes surrealistas”, así describía Sábato su situación. Más adelante él mismo

admitió haberse excedido en su revuelta contra la razón y en su fervoroso acercamiento al

espejismo del surrealismo60

. Yo diría que Sábato simplemente fracasó como físico y en algo

tenía que enfocar su capacidad creativa. No entiendo por qué acude al ejemplo de Sábato; pero

yo sé que lo que usted quiere es contaminar nuestra conversación con las nociones desarrolladas

por los sociólogos de la ciencia que consideran las teorías científicas del universo iguales que

cualquier mito de la creación.

SAGREDO: ¡Eso es una caricatura! Se nota que usted no sabe sobre el tema. No debería hablar

de lo que no sabe. Yo no ando por ahí pontificando sobre astrofísica.

SIMPLICIO: Un momento... ¡Alto ahí! Esto se está convirtiendo en un altercado poco

productivo. Las diferencias entre ustedes dos son demasiado grandes como para pretender llegar

a una intersección de sus respectivas burbujas y por tanto un diálogo constructivo. La razón por

la cual estamos aquí es la de ver qué entendemos y cómo interpretamos el modelo del mundo que

nos propone la ciencia. Por eso veo que sería mejor dejar a un lado el tema de la sociología de la

ciencia y enfocarnos en la ciencia.

SALVIATI: Estoy de acuerdo con Simplicio. Es mejor dejar el tema de la sociología a un lado,

de lo contrario nos metemos en un berenjenal que nos desvía de los propósitos que nos trazamos.

SAGREDO: Ah, no, pero si el interés es realmente hallar el significado de la teoría, y si quiere

abordar el tema de la cosmología de manera amplia y abierta — que creo es lo que pretende —

no puede dejar de lado el aspecto sociológico. Usted muy bien sabe que la historia de la ciencia

contada por los científicos es un ejercicio estéril lleno de triunfalismos y fábulas pulcras

depuradas del verdadero tira-y-afloje entre experimentadores y teóricos de diferentes escuelas, en

las que están ausentes los factores sociales que inciden en la ascendencia de cualquier teoría.

Salviati, no me venga usted a negar que la cosmología moderna no sea el producto de una

controversia de más de treinta años en los que se mezclaron todo tipo de ideologías,

personalidades fuertes y rivalidades intensas entre grupos de investigadores.



148

SALVIATI: Estoy harto de la acusación que oigo reiteradamente de que los científicos vivimos

en una torre privilegiada desde donde pregonamos que la ciencia, libre de valores, observa la

realidad externa y nos suministra la verdad sin elementos subjetivos. ¡También es una caricatura!

La posición anti-ciencia era un discurso válido a finales del siglo XIX, cuando el racionalismo

extremo y la aparición de la máquina de vapor y la electricidad sembraron la falsa idea de que los

avances científicos nos librarían de todo mal social; pero no estamos en el siglo XIX.

Atravesamos una época que nos enfrenta a retos globales como la degradación ambiental, el

calentamiento global y la abundancia de armamento nuclear. Armarles una plataforma rodeada

de glamour intelectual a quienes niegan el calentamiento global, por ejemplo, es peor que

propagar ignorancia. ¡Es irresponsable! Y hablando de códigos indescifrables para el profano,

¿quiénes son los que escriben densos opúsculos donde los términos “hermenéutica”,

“paradigma” y “heurística” aparecen en la misma frase, o libros en los que el vocablo

“paradigma” adquiere veinte significados distintos? Ustedes los sociólogos de la ciencia quieren

describir la tarea del científico y saber qué diferencia a la ciencia de otras empresas humanas,

pero llevan no sé cuántos años sin poder acercarse siquiera a un consenso. Basta con mirar las

respuestas que ustedes le han dado al problema de la demarcación, es decir el de establecer un

criterio que nos permita discriminar entre lo que es ciencia y lo que no lo es. De Popper a Kuhn,

pasando por Duhem, Quine, Lakatos, Ayer, Feyerabend, Hacking, Pickering y tantos otros, lo

que queda claro es que por cada criterio de demarcación propuesto surge otro que lo invalida. Sí,

que las teorías son susceptibles a la influencia de factores sociales y que los experimentadores

pueden exhibir sesgos es aceptable. También es entendible decir que la aceptación de una teoría

está supeditada a cómo ésta encuadra en la cosmovisión del grupo, pero otra cosa muy distinta es

afirmar que la cosmología científica es otro mito más. Es como decir que una pintura abstracta

de Picasso es igual que un garabato de niño. ¿Acaso ustedes no se dan cuenta de que el proceso

científico lleva intrínseco el mecanismo de eliminación de errores en nuestras hipótesis? Dígame,

¿cuándo los fabricantes de mitos se han preocupado por examinar intensamente sus propias tesis

en busca de errores? Recuerde que fueron los mismos físicos de los primeros dos decenios del

siglo XX quienes tiraron por la ventana la física clásica.



149

SAGREDO: ¡Ridículo, pernicioso, y exagerado! ¿Qué anda fumando usted? Francamente tiene

un revuelto de ideas desastroso. Que para deslumbrarnos lance al aire nombres difíciles de

pronunciar no quiere decir que entienda lo que dijeron esos personajes.

SIMPLICIO: ¡Orden! Vean, como ustedes no se pueden poner de acuerdo y dado el tenor de esta

discusión, seré yo el moderador. Si queremos zanjar el debate no podemos seguir con este

ambiente caldeado.

SAGREDO: Pero…

SIMPLICIO: ¡Cállate Sagredo! Lo primero que tenemos que hacer es ponernos de acuerdo en las

preguntas que vamos a explorar. En segundo lugar, vamos a darle una oportunidad a Sagredo

para que nos exponga la visión desde la sociología de la ciencia, pero recuerden que estamos

aquí de común acuerdo y con el fin de explorar y ahondar en el significado de los avances en el

conocimiento sobre el origen del universo. Y, para bajar la temperatura, propongo que pidamos

unos aguardientitos porque esta conversación a palo seco es difícil de pasar. Además, si

continuamos vociferando así, nos van a echar de este establecimiento a patadas.

SALVIATI: No me parece buena idea que mezcle sus antibióticos con aguardiente, Simplicio.

Además, ¿qué le va a decir a su señora cuando llegue tarde a la casa con un tufo descomunal?

¿Le va a decir, “Mijita, estaba discutiendo el significado de la teoría del big bang con mis

amigos”? ¡Seguro que le va a creer! Más bien creo que lo mandará a dormir al sofá. Les sugiero

que nos tomemos un agua aromática y que tratemos de ponernos de acuerdo en los temas que

queremos cubrir en esta “balanceada” tertulia.



150

Segunda jornada

La tertulia de la semana pasada dejó muy en claro que el tema del origen del universo

inevitablemente traslapa disciplinas que por tradición han estado alejadas, como las

humanidades, las ciencias sociales y las ciencias físicas. La tensión generada por el debate

interdisciplinario ayuda a entender la problemática que acompaña la gestación de una teoría

científica sobre el origen del universo. En la jornada de hoy los personajes se esforzarán por

mantener el orden de los temas, previamente acordado por ellos mismos, y procederán a mirar en

mayor detalle el modelo estándar de la cosmología moderna, incluyendo sus defectos.

SIMPLICIO: Buenas tardes, mis amigos galácticos; hoy nos vamos a concentrar en examinar el

modelo del big bang. Veremos si Salviati nos puede explicar los aspectos más recónditos de esta

intrigante teoría del universo. Por mi parte, yo sigo con dudas y no estoy enteramente

convencido de que el big bang explique el universo, pero le daremos la palabra a Salviati — y

espero que no se eleve en argumentos encumbrados y etéreos. Por si acaso, les traje empanadas y

podemos acompañarlas con un buen aguardiente. Entonces, Salviati, en forma muy resumida,

¿qué es exactamente lo que dice la teoría del big bang?

SALVIATI: El modelo cosmológico estándar, popularmente conocido como big bang, dice que

el universo se originó hace 13 700 millones de años, que hoy se está expandiendo

aceleradamente y que en su pasado era caliente y denso como una sopa de partículas donde se

formaron los elementos químicos ligeros y donde surgieron unas vibraciones acústicas que

empujaron la materia hacia agrupaciones que luego formaron la estructura de galaxias que

adorna la bóveda celeste. Simple y llanamente, eso es todo ¿Está claro?

SIMPLICIO: Un momento. Entonces el big bang no es el momento exacto del origen sino más

bien toda la historia del universo. Puesto que la expansión continúa podríamos decir que el big

bang todavía está ocurriendo en este momento.



151

SAGREDO: Correcto, el big bang es un marco teórico donde los físicos cuelgan las

observaciones astronómicas y las explicaciones que estas suscitan. En otras palabras, el big bang

es un paradigma, entendido aquí como un esquema ordenador o andamiaje que conecta de

manera coherente una gran variedad de conceptos y observaciones.

SALVIATI: ¡Ya empezó usted con sus paradigmas!, pero, paradigma o no, el big bang es

simplemente un modelo del origen y evolución del universo que es aceptado por la mayoría de

los cosmólogos —no por bonito o porque esté alineado con una u otra ideología— sino por el

sólido soporte empírico. Hasta el momento la teoría del big bang no es lo suficientemente

robusta para explicar el punto exacto de origen del universo. Sin embargo, sí explica con

maravillosa efectividad y coherencia todo lo que ocurrió a partir de las primeras fracciones de

segundo; y hago énfasis en que la teoría está sustentada por observaciones astronómicas.

SIMPLICIO: ¿Nos podría dar un resumen de ese soporte empírico al cual se refiere?

SALVIATI: Empecemos por resumir lo que las observaciones astronómicas nos dicen sobre el

universo: tuvo un comienzo hace 13 700 millones de años; en el pasado el universo era más

caliente y denso; está compuesto en su gran mayoría por los elementos más ligeros de la tabla

periódica — un 75% en hidrógeno, un 25% en helio y unas trazas de litio y de hidrógeno pesado;

todo el espacio está impregnado por un fondo de radiación de microondas y de energías que

siguen un patrón característico; el fondo de microondas tiene, en promedio, la misma

temperatura, pero también exhibe diminutas irregularidades; las galaxias se agrupan en

vecindades de tamaños aproximadamente iguales. Estas observaciones astronómicas se han

repetido múltiples veces de manera independiente y que han sido hechas por investigadores en

varios lugares del mundo y mediante el uso de tecnologías diversas. Estas son realidades

empíricas bien establecidas que se han corroborado y reforzado con el peso de 80 años de trabajo

en observatorios astronómicos y misiones espaciales. La afirmación “el universo se expande”

tiene la misma validez empírica que la afirmación “la tierra es redonda”. Igual podemos decir de

los otros hechos empíricos enumerados. Todas estas observaciones son explicadas por la teoría

del big bang de manera coherente y consistente con teorías más fundamentales y maduras como



152

la física nuclear y la teoría de la relatividad general. Para terminar, la teoría del big bang no está

libre de retos observacionales, pero hasta el momento no han surgido observaciones que den pie

para rechazarla. Si lo consideran con detenimiento, creo que estarán de acuerdo conmigo en

afirmar que vivimos en una época privilegiada porque por primera vez en la historia de la

humanidad hemos podido desarrollar una cosmología que está más respaldada por datos que por

elucubraciones.

SAGREDO: Su apreciación es bastante optimista, pero esa exposición académica de la

cosmología moderna no quedaría completa sin agregar dos notas bien gordas a pie de página:

primero, para lograr la coherencia del modelo —tan exaltada por usted— fue necesario

introducir la materia oscura y la energía oscura, a mi parecer dos elementos problemáticos que

amenguan el lustre del modelo; y dos, la teoría fue desarrollada bajo el supuesto de que el

universo es homogéneo, pero tengo entendido que esta propiedad no ha sido confirmada a

satisfacción.

SALVIATI: Por el tono de su comentario veo que usted tiene la intención de sembrar dudas y así

empañar la discusión.

SAGREDO: Creo que acordamos mantener un diálogo honesto, ¿verdad?

SALVIATI: Déjeme terminar. Decía que su caracterización de la materia y de la energía oscura

como elementos adjetivos no es apropiada y más bien revela que su entendimiento del proceso

científico es deficiente. No hay ningún problema con la materia oscura, excepto quizá por el

título engañoso que lleva. Las observaciones del cúmulo de la “bala” muestran de manera

perfectamente clara que en una colisión entre dos galaxias la materia oscura en ellas pasa como

si nada la hubiera tocado mientras que la materia normal se calienta por la colisión. También

tenemos evidencia de materia oscura por la manera como afecta la rotación de las galaxias y

cómo proporciona la fuerza de gravedad para mantener enteritos a los cúmulos de galaxias.

Además, varios candidatos de materia oscura salen de manera natural de las teorías de partículas

fundamentales. De manera que yo no veo ningún problema con la materia oscura. Demosle un

tiempito a los físicos y estoy seguro que la encontrarán.



153

SIMPLICIO: No quedo como tan satisfecho después de escuchar su exposición de ahora sobre la

materia oscura y la anterior sobre el big bang. Me suena muy técnica y ajena, más o menos como

cuando voy al médico y este en vez de diagnosticarme una gripa común me suelta una retahíla

sobre estreptococos, estafilococos y otros latinismos muy precisos y técnicos pero que no me

dicen nada. Necesito para poder entender que me dé explicaciones muy gráficas y mecánicas de

cada uno de los puntos que usted menciona.

SAGREDO: Sí, de acuerdo. Vamos a tener que desmenuzar los temas uno por uno pero tengan

presente que la tareíta nos va a consumir largas horas. Menos mal que a Simplicio se le ocurrió

traernos empanadas.

SIMPLICIO: Manuel, ¡una ronda de aguardiente, por favor!

SAGREDO: Propongo que empecemos por examinar la expansión del espacio, que es un

concepto fundamental en el big bang. La idea inocente de la expansión engendra acertijos

monstruosos. Por ejemplo, se dice que no existe un punto centro si no que todos los puntos son

centro. Y, si el universo se expande, ¿hacia dónde se expande?

SIMPLICIO: ¡Uy! ¡Esos dos conceptitos ya me hicieron doler la cabeza!

SALVIATI: ¡No sean tontos! Que el concepto de la expansión del espacio sea un poquito

abstracto no quiere decir que no sea entendible. Para guiar esta discusión voy a apelar a la

metáfora —ya tan comprobada— del globo que se infla. Desde que Arthur Eddington la

introdujo hace casi 80 años, esta metáfora ha sido usada con innumerables alumnos para ilustrar

la expansión. La idea es la siguiente: vamos a imaginar un globo de inflar sobre el que pintamos

unos puntitos que representan las galaxias en el universo. De hecho, como tenía mis sospechas

de qué me iban a preguntar, me traje un globo para hacer la demostración en vivo. Aquí está el

globo, ya le dibujé los puntitos y ahora lo vamos a inflar. Fijen la atención en dos puntos

cualesquiera, imaginen que esos dos puntitos son galaxias y sigan con la vista la distancia entre

las dos galaxias. Como ven, la distancia aumenta a medida que el globo se infla. Ahora, mientras



154

yo sigo inflando el globo, ustedes van a hacer mentalmente una medición que consiste en pararse

en una de las galaxias y observar con mucha atención cómo aumentan las distancias a las

galaxias vecinas. La primera observación que registramos es que todas las galaxias se separan de

nosotros, lo cual sugiere que somos el centro. Ahora bien, noten que si nos paramos en otra

galaxia, concluiremos por igual que estamos en el centro. En resumen, no hay un punto

privilegiado que se pueda rotular como el centro absoluto y a la vez los habitantes de otras

galaxias viven la misma experiencia de estar “en el centro”. La metáfora funciona, pero

recuerden que es tan solo una metáfora para ilustrar un concepto. No sería muy útil pensar que el

universo es un gran globo cuyas paredes representan una especie de orbe donde residen los

objetos celestes. George Gamow refinó la metáfora acudiendo a tortas y panes con pasas, lo cual

—estoy seguro— mi amigo el panadero acá presente sabrá apreciar y agradecer. Las pasas en la

masa de pan son galaxias y la distancia entre ellas se dilata a medida que el pan crece en el

horno. El modelo del pan con pasas funciona mejor porque ayuda a visualizar la expansión del

espacio en tres dimensiones, pero adolece de la misma dificultad que el modelo de globo porque

obliga a pensar en que el espacio se expande dentro de un recinto. Y, ¿qué es ese recinto?

Cuando hago el truco del globo en clase, siempre les digo a mis alumnos que no me gusta la

metáfora del globo porque sugiere que el universo se está expandiendo dentro de un espacio,

como el globo que se expande dentro de un recinto. Lo anterior nos lleva a la segunda pregunta

de Sagredo: ¿hacia dónde se expande el universo? La pregunta presenta retos muy perversos

porque nos obliga a ponernos de acuerdo en qué es lo que entendemos por espacio — y sobra

mencionar que con ello nos elevamos a un nivel más abstracto de conversación y corremos el

riesgo de colindar lo esotérico. A ver don Manuel, ¡ahora sí los aguardientes!

Es erróneo pensar que el espacio es una especie de recinto o contenedor dentro del cual ocurre el

big bang, como un teatro que existe independiente de la obra teatral. En ese sentido, el espacio es

como una cualidad de la materia y por lo tanto no existe cuando no hay materia o energía. Es un

tanto problemático explicar con precisión eso de que el espacio es una cualidad de la materia y

por eso yo prefiero hablar de distancias y no de espacio. Una distancia es una relación entre

cuerpos materiales que tiene un significado concreto y es medible directamente. Observen que si

no me refiero a objetos materiales no tiene sentido hablar de distancia. Permítanme una analogía.

Piensen en el color verde. Pues bien, el color verde, así como el espacio, es una cualidad de los



155

objetos materiales61

. Y así como entendemos que el color verde no existe sin objetos materiales,

pues igual decimos que el espacio no existe sin materia. Repito, cuando hablamos de expansión

del espacio es más útil pensar en términos de la distancia entre dos galaxias cualquiera. Así, en

vez de decir que el espacio se expande, es mejor decir: la distancia entre las galaxias está

creciendo. Así no solo removemos la noción de un espacio absoluto sino que también

expresamos el concepto de expansión en términos de cualidades que son medibles. Qué significa

medir el espacio no queda muy claro, pero la medida de las distancias sí está perfectamente bien

definida. Sin embargo, quiero advertir que el concepto de medir distancias a galaxias lejanas que

se separan de nosotros a gran velocidad presenta sus propios retos.

SIMPLICIO: Si Galileo estuviera aquí presente entre nosotros estaría muy disgustado. Ese

concepto de espacio que usted nos acaba de vender es demasiado aristotélico — y recuerden que

Galileo detestaba la visión aristotélica del mundo.

SALVIATI: ¡Cuál aristotélico ni que pan caliente! ¿Qué tiene que ver eso con lo que estamos

hablando?

SIMPLICIO: En la física de Aristóteles se consideraba que el color verde de un objeto —para

seguir con su ejemplo— es un accidente de las cosas materiales y que el verde no se da fuera de

la materia. La descripción del espacio como un accidente de la materia me parece

sospechosamente cercana a la física de Aristóteles.

SAGREDO: Me sorprenden sus conocimientos, por cierto muy precisos, sobre la filosofía de los

griegos. La idea de describir el espacio como un accidente de la materia no solo está cargada del

bagaje nocivo del escolasticismo; también me parece que sencillamente no funciona. Sabemos,

por la rapidez con que disminuye el brillo de estrellas supernova según su distancia, que la

expansión del espacio se está acelerando. Ahora bien, los físicos nos explican esta aceleración

como la manifestación de una propiedad del espacio mismo que empuja sus partes hacia fuera.

Admitido lo anterior también se está admitiendo que el espacio es una entidad independiente de

la materia y que está dotada de propiedades que se manifiestan físicamente. ¿O acaso no es esta

la interpretación que se le da a la constante cosmológica?



156

SALVIATI: Todavía no existe un consenso sobre cuál es el agente responsable por la aceleración

del espacio. La constante cosmológica es un término reservado en las ecuaciones de Einstein

para colocar ese agente que no se ha encontrado. El debate sobre qué exactamente es la constante

cosmológica y cómo promueve la expansión queda cojo si no se habla de campos cuánticos ya

que en el espacio vacío siempre está la presencia de un campo —o partícula— así que el

problema se reduce a modelar ese campo. Sagredo, tengo una pregunta: ¿Cuántos ángeles

pueden bailar en la cabeza un alfiler?

SAGREDO: Depende.

SALVIATI: ¿De qué depende?

SAGREDO: Depende de cómo defina usted qué es un ángel.

SIMPLICIO: No se burlen; en su época, pensadores respetables consideraban que el tema se

prestaba para una discusión lícita.

SALVIATI: A eso precisamente voy, a que las preguntas que admiten un tratamiento científico

tienen que estar bien formuladas y deben conducir a respuestas precisas. Por lo tanto, si me

preguntan si el espacio tiene un borde, la respuesta más honesta es la misma que Sagredo ofrece

cuando le preguntan sobre los ángeles que bailan en la cabeza de un alfiler, es decir, “depende”.

Depende de cómo se defina el espacio. Por eso decía que es más productivo hablar en términos

de cantidades medibles, como la distancia entre dos objetos. Las ecuaciones que contienen la

teoría de la gravedad de Einstein están expresadas en términos de distancias. Cuando afirmamos

que el universo se expande, estamos expresando el resultado de unas ecuaciones donde se

muestra que la distancia entre dos galaxias crece con el tiempo. Esta afirmación es precisa y

tiene una conexión directa con observaciones astronómicas. Nótese que para medir la distancia

que nos separa de una galaxia allá en el cielo profundo es necesario que nos llegue la luz de la

galaxia, pero eso toma tiempo porque la luz se propaga a una velocidad finita. Este hecho limita

la profundidad observable del universo. En ese sentido podemos decir que el universo observable



157

sí tiene un límite y que a este lo determina la máxima distancia que ha podido recorrer la luz

desde el origen del universo.

SIMPLICIO: Si entiendo bien, la información sobre la expansión del espacio se deriva de

mediciones de distancia y velocidad de galaxias lejanas. Los astrónomos miden el brillo de

algunas estrellas para determinar la distancia a la galaxia donde residen. La velocidad con la que

se aleja la galaxia se infiere midiendo el desplazamiento de las líneas en el espectro de la luz que

proviene de la galaxia. Una vez la velocidad se determina de este modo, se conoce que las

galaxias más lejanas exhiben mayor velocidad y se dice que este resultado revela la expansión.

En realidad la expansión no se observa. Lo que los astrónomos observan directamente es el brillo

de unas estrellas y el desplazamiento de unas líneas que aparecen en sus espectros. La expansión

del universo me queda como difícil de tragar porque para pasar de las observaciones

mencionadas a decir que el universo se expande hay que interpretar primero los datos y ahí hay

un salto como grandecito.

SALVIATI: Veo con buenos ojos su insistencia y terquedad. Siempre es bueno tener una actitud

crítica y hacerse preguntas hasta tocar fondo. Decir que el universo se expande es una afirmación

de alto calibre y estoy de acuerdo con Simplicio en que antes de aceptar un concepto tan radical

es mejor confirmarlo repetidas veces y clarificar todas las objeciones que haya suscitado. Ningún

científico que se respete se tragaría por entero la tal expansión al primer anuncio. De hecho, al

comienzo y durante muchos años la comunidad científica se resistió con fuerza contra las ideas

que propone la teoría del big bang. La idea de la expansión se afianzó a medida que se iban

repitiendo las mediciones con tecnologías distintas y de manera independiente al mismo tiempo

que se verificaba su consistencia con otros hechos empíricos bien establecidos y se validaba la

técnica experimental. Esta tarea ha definido la carrera de muchos astrónomos profesionales

desde 1838 cuando Friedrich Bessel midió la distancia a la estrella 61 Cygni que se encuentra a

diez años-luz de nosotros. En el caso de las distancias, existen 26 métodos de medición

distintos62

—que varian según el rango de distancias— para determinar la distancia a estrellas y

galaxias lejanas; y los resultados son consistentes entre métodos distintos. Debido a la madurez

de la tecnología y de los métodos, los astrónomos pueden confiar en los resultados de medir la

distancia a objetos astronómicos lejanos.



158

SIMPLICIO: ¿Cómo sabemos que el desplazamiento de las líneas del espectro tiene que ver con

la velocidad de las galaxias?

SALVIATI: Los astrónomos pueden observar directamente el desplazamiento rojo.

SIMPLICIO: ¿“Desplazamiento rojo”?

SALVIATI: Maestro Simplicio, el autor de este libro casi se rompe la cabeza tratando de

explicar en el lenguaje más sencillo posible el significado de “desplazamiento rojo”. Le

recomiendo que vuelva a leer con mucho detenimiento el Capítulo 2, porque de lo contrario no

vamos a progresar en esta discusión. Brevemente le recuerdo que “desplazamiento rojo”, sí

“desplazamiento rojo”, es una abreviación para decir “desplazamiento hacia el rojo de las líneas

espectrales”. ¿Se imagina la incomodidad si cada vez que tuviera que nombrar el fenómeno

tuviera que repetir “desplazamiento hacia el rojo de las líneas espectrales”?

SIMPLICIO: Todo eso suena como un diálogo en jerga avanzada entre robots del futuro. ¿Podría

por favor bajarse al mundo de los mortales?

SALVIATI: Insisto en que vuelva al Capítulo 2. Simplicio, ¿qué es un espectro?

SIMPLICIO: Bueno, eso lo sé. Hablamos del espectro de la luz cuando nos referimos a la gama

de colores que componen la luz.

SALVIATI: Correcto. Y en el caso de los espectros estelares, obviamente estamos hablando de

la gama de colores en la luz emitida por estrellas. Sigamos adelante, “líneas espectrales”, — ¿qué

es eso?

SIMPLICIO: Bueno, ya me acuerdo. Lo que ocurre es que cuando la luz de las estrellas se parte

en sus diferentes componentes de color para ver el espectro, aparecen líneas negras. Lo que



159

entiendo es que en la parte del espectro donde se ven las líneas oscuras la luz ha sido absorbida

por átomos de la estrella.

SALVIATI: ¡Excelente! No entiendo por qué se quejaba. Lo único adicional que tenemos que

recordar para aclarar bien aquello del “desplazamiento rojo” es que cuando se produce un

espectro de luz los colores aparecen ordenados según la energía. Los colores del arco iris, por

ejemplo, siempre aparecen en el mismo orden: rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. El

rojo es el color de menos energía, violeta el de más energía. También sabemos que hay luz de

colores que nuestros ojos no pueden percibir: más allá del violeta está el ultra-violeta, y por

debajo del rojo está el infra-rojo.

SIMPLICIO: Déjeme agregar lo que falta. Las líneas del espectro de luz estelar aparecen en

lugares específicos — por ejemplo unas entre el rojo y el naranja, otras en el amarillo, etcétera.

El fenómeno del desplazamiento rojo es que en la luz de las galaxias lejanas el patrón de líneas

aparece corrido hacia la parte del espectro donde está el color rojo.

SALVIATI: Muy bien. Ahora que el término desplazamiento rojo queda entendido podemos

continuar. El concepto es muy importante porque está en el centro de una controversia acalorada

de años entre los cosmólogos que aceptan el big bang y los “anti-big bang” y por lo tanto vale la

pena explorar en detalle los vericuetos de este arcano debate que ha generado tanta confusión.

Comencemos por recordar que —con respecto a un observador— una fuente de luz en

movimiento siempre deja una marca de ese movimiento en la luz que le llega al observador. Este

hecho es tan sólido que los policías de tránsito lo usan para determinar la velocidad de los autos

y multar a los conductores que exceden el límite de velocidad. Supongamos que Chucho observa

una estrella que se aleja de él a gran velocidad. Chucho puede deducir el movimiento de la

estrella y estimar la velocidad con la que se aleja si mide la magnitud del corrimiento de las

líneas en el espectro de la luz. Si la estrella se aleja, el corrimiento sería hacia el lado del

espectro donde está el color rojo, mientras que si la estrella se acerca, el corrimiento sería hacia

el azul: es el efecto Doppler, del cual se habló detalladamente en el Capítulo 2. Sabemos que es

real: que los objetos celestes en movimiento dejan impreso su movimiento —relativo a un

observador— mediante alteraciones en el espectro de la luz. En astronomía, los estudios de



160

sistemas binarios —en los que un par de estrellas giran alrededor de un centro común— proveen

una demostración clarísima del efecto que el movimiento tiene sobre la luz. Las dos estrellas

sienten la fuerza mutua de atracción gravitacional y siempre andan juntas y dando vueltas. La

velocidad con la que se mueven en sus órbitas es bien conocida por las leyes que descubrió

Kepler. El punto de partida en este ejemplo es un objeto astronómico que se mueve con

velocidad conocida. Ahora bien, cuando los astrónomos analizan la luz de esas estrellas pueden

constatar que los desplazamientos de las líneas espectrales coinciden con los cálculos de la

teoría. El anterior experimento es tan directo como el ejercicio que hace el policía de tránsito

cuando monitorea la velocidad de los autos con un instrumento Doppler. Este aparatito funciona

igual al de los astrónomos: determina qué tanto se desplazan las líneas del espectro de una señal

enviada hacia el auto, señal que luego rebota y retorna al sensor. La amplitud del desplazamiento

de las líneas espectrales es un indicador confiable de la velocidad del auto y esto se puede

comprobar con un auto de prueba que se hace rodar a una velocidad conocida. Este hecho

empírico es incontrovertible y nadie lo disputa.

SIMPLICIO: ¿Cuál es el problema entonces con la interpretación cosmológica del

desplazamiento rojo?

SALVIATI: Cuando Hubble anunció sus primeros resultados y reveló una relación muy clara

entre la distancia y el desplazamiento rojo de las galaxias, la interpretación a la que saltaron los

astrónomos fue la del desplazamiento rojo como un efecto producido por el movimiento de

recesión de las galaxias, con lo cual el concepto de expansión es ineludible porque observar a

todas las galaxias alejandose del observador es justamente la manifestación de la expansión.

Ahora, tengan en cuenta que Hubble tenía a su disposición una alternativa que no requería la

expansión. En 1928 Hubble viajó a la población de Leiden en los Países Bajos y allí conoció al

director del observatorio astronómico de la localidad, el astrónomo Willem de Sitter. Fue allí

donde Hubble tuvo un encuentro directo con el universo que de Sitter construyó con papel y

lápiz y con base en la teoría de gravedad de Einstein. En ese universo el desplazamiento rojo

aparece de forma natural, pero no como producto de la expansión sino como un efecto

gravitacional. Aunque el modelo de de Sitter se conformaba a las ecuaciones de Einstein, padecía

de un problemita serio: básicamente, no se conformaba a la realidad. En el mundo de de Sitter no



161

hay materia; lo que hay es un universo totalmente vacío donde no puede existir ni siquiera un

solo átomo. La ventaja que tienen los teóricos es que pueden darse el lujo de explorar mundos

exóticos diseñados a su gusto y —sin el riesgo de caer en un agujero negro o de quedar atrapados

en una dimensión desconocida— pueden aprender sobre las posibilidades teóricas de sus

modelos. Justamente una de esas posibilidades —según de Sitter— es que el desplazamiento rojo

nada tiene que ver con la expansión del universo. Esa posibilidad de alguna forma le quedó

grabada a Hubble en la mente porque en escritos posteriores siempre fue cuidadoso en dar cabida

a interpretaciones alternas del desplazamiento rojo. Cuando Hubble hizo las observaciones que

condujeron al descubrimiento de la expansión del universo, él desconocía las predicciones

teoricas de la expansión. Hubble vino a conocer los trabajos de Lemaitre y de Friedman más

tarde en 1930 cuando leyó un artículo de Eddington de divulgación científica. Existen varios

mecanismos —aparte del movimiento de recesión de las galaxias— que producen

desplazamiento rojo. Caben también interpretaciones que invocan fenómenos no relacionados

con el movimiento tales como el efecto predicho por Einstein en el cual la luz en presencia de un

campo gravitacional muy intenso sufre desplazamientos hacia el rojo o el azul. Cualquier

mecanismo que le robe energía a la luz se va a manifestar como un desplazamiento rojo. El quid

del asunto es cómo determinar quién le está robando la energía a la luz: ¿Será algo que ocurre en

la misma galaxia donde la luz es emitida, o será causado por algo que la luz encuentra en

camino?

SIMPLICIO: Yo leí un artículo en la Internet donde se afirma que el desplazamiento rojo se debe

a que la luz pierde energía en camino al observador. En este esquema la expansión no es

necesaria y por lo tanto el big bang cae al piso.

SALVIATI: La idea detrás de la “luz cansada” es que el espacio entre las galaxias no es

totalmente vacío y que en su camino hacia nosotros la luz recorre inmensas distancias donde

encuentra la oportunidad de interactuar con materia que le roba energía — algo así como si fuera

una bala que viaja por entre la melaza. La teoría de la “luz cansada” fue inventada por Fritz

Zwicky, un físico búlgaro amigo y vecino de Hubble —investigador del Instituto Tecnológico de

California— y compañero de estudios de Einstein en Zurich. El excéntrico e irascible Zwicky

salió con la idea de que —debido a una fricción gravitacional experimentada durante el viaje—



162

la luz sufre una pérdida de energía durante su viaje a nuestros telescopios en la Tierra. Zwicky

también fue quien sacó de la manga de su camisa la idea de la materia oscura para explicar la

formación de súper cúmulos de galaxias. Querido Simplicio, la teoría de la “luz cansada” fue

descalificada hace ya mucho tiempo con base la no observación de los efectos secundarios que

esta interacción produciría. Me refiero en concreto a que debido a la conservación de la energía,

si las nubes de gas interestelar le roban energía a la luz proveniente de galaxias lejanas entonces

la energía perdida por la luz terminaría aumentando el brillo de esas nubes. Empero, ese brillo no

se observa.

SIMPLICIO: Si el desplazamiento rojo no tiene nada que ver con el movimiento de las galaxias,

la teoría del big bang se derrumba. ¿Cómo pueden ustedes estar seguros de que la velocidad es la

interpretación correcta de los espectros de luz que provienen de objetos tan remotos de nosotros,

especialmente cuando otros astrónomos no la aceptan? Halton Arp63

—un astrónomo

profesional— atribuye el desplazamiento rojo a fenómenos físicos que ocurren dentro de las

mismas galaxias. Los corrimientos del espectro hacia el rojo —según Arp— son propiedades

intrínsecas del emisor que nada tienen que ver con su estado de movimiento. Es más, Arp ha

mostrado ejemplos donde dos objetos que están a la misma distancia exhiben desplazamientos

rojos completamente diferentes. En un artículo en la Internet leí que el trabajo de Arp demuestra

que el big bang está en problemas. Con esta interpretación alterna del desplazamiento rojo no se

puede deducir que el universo esté en expansión.

SALVIATI: Sí, parece que Arp ha observado algunos objetos cuyo desplazamiento rojo no se

debe al movimiento del emisor. El problema es que en varias ocasiones otros astrónomos —

también profesionales— hicieron análisis independientes de los datos de Arp y tras llegar a

conclusiones contrarias a las suyas señalaron deficiencias en el tratamiento estadístico de los

datos. Inclusive si se llega a demostrar de manera convincente que Arp tenía en efecto la razón y

que en realidad sí existen objetos cercanos con un alto desplazamiento rojo, ello no significaría

que tendríamos que arrojar automáticamente por la ventana la tesis de la expansión del universo.

La existencia de esos desplazamientos rojos anormales no negaría la posibilidad de que el

desplazamiento rojo de otros objetos sí sea producto del movimiento de la fuente. Como suele

suceder cuando exploramos territorios nuevos, la naturaleza no es tan simple como uno se



163

imagina. No creo que el astrónomo se sorprendería si algún día se llegara a demostrar que,

además de los desplazamientos rojos producidos por el movimiento, también existen

desplazamientos rojos intrínsecos en algunos objetos astronómicos.

SIMPLICIO: Usted menciona que el trabajo de Arp ha sido criticado por otros astrónomos, pero

Arp se queja de que las revistas profesionales no aceptan sus artículos porque él expone ideas

contrarias a la ortodoxia — y por lo tanto no puede defender su trabajo. A mí me parece que

suprimir la disensión es una conducta inconsistente con la práctica científica. Es más, si el big

bang en realidad es correcto, los cosmólogos deberían prestar atención a sus críticos porque el

análisis de las críticas al final ayudaría a fortalecer el andamiaje teórico del big bang.

SALVIATI: No es cierto que exista una ortodoxia científica que persigue a herejes. Tampoco es

cierto que a los críticos del big bang como Hoyle, Narlikar, y Arp se les niegue sistemáticamente

el acceso a las revistas profesionales. Cualquiera de ustedes puede hacer una búsqueda en el sitio

de la Internet de las revistas y verificar personalmente que sí se han publicado muchas ideas

raras. A todos los científicos nos rechazan artículos en las revistas profesionales —

independientemente de su alineamiento con el consenso— y a ninguno de nosotros nos gusta

recibir esa carta del editor en la cual se nos informa que el artículo no es apto para publicación

por tal o cual razón. Para un científico el rechazo de un artículo es un golpe duro al ego, no solo

por el mensaje de rechazo sino también porque puede producirle daños graves a la carrera

científica del individuo. Por lo general, para un académico el éxito profesional se mide según los

escritos que publique. Imagínese que en su vida profesional usted le invierta un año de trabajo a

un tema; convencido de que ha pulido su obra maestra de manera minuciosa, la envía al editor de

la revista donde sus colegas publican su trabajo y a las pocas semanas recibe una carta escueta en

la cual en pocas palabras el editor reduce su opus máximum a poco menos de lo que vale un

artículo producido por micos dedicados a saltar en el teclado del computador. Lo que ocurre con

algunos científicos que exponen resultados que retan una teoría científica establecida es que

cuando los rechazan tienden a pensar que se parecen a Galileo cuando era perseguido por la

inquisición y empiezan a atacar lanza en ristre el aparato científico represor que no acepta ideas

contrarias64

. Hay mucho de ello en la historia de quienes niegan el big bang. Tratemos de

entender mejor el caso de Arp y hablemos de las circunstancias en las que surgió su tesis.



164

Para el comienzo de la década de los 60 los astrónomos se sentían muy cómodos con su mundo

engrandecido por Hubble y pensaban que ya habían logrado domesticar el cielo. Las estrellas

eran soles bien entendidos y de buen comportamiento, las galaxias eran mansos conglomerados

de estrellas que flotaban apacibles en medio de la adormecida profundidad del espacio, cual si

fueran vacas que pastan aperezadas. En 1963, la calma predecible del cosmos fue interrumpida

de repente por la aparición inesperada de unas bestias cuasi estelares: En las horas de la tarde del

5 de febrero, Maarten Schmidt y Jesse Greenstein concluyeron un análisis de espectros en los

que descubrieron la presencia en el cielo de unos puntitos que tenían apariencia de estrella pero

aparecían muy lejanos y brillantes65

. La pareja californiana de astrónomos Margaret y Geoffrey

Burbidge se inventó el término “objeto astronómico cuasi-estelar” —abreviado cuásar— para

referirse a esta nueva bestia que apareció un día cualquiera en el orbe de los astrónomos. Esos

monstruos del espacio son puntitos diminutos que albergan la energía de cientos de galaxias

enteras. Es como si el marinero que ha gozado de un conocimiento certero de su mar viera de

repente un día frente a sus ojos una piraña que devora todo lo que encuentra a su paso con la

furia de 100 tiburones. Sí señores, así fue la sorpresa que recibieron los astrónomos cuando

Schmidt se apareció con un punto brillante en el cielo que lucía un altísimo desplazamiento rojo.

Los objetos con un alto desplazamiento rojo se encuentran a gran distancia — claro, según la

interpretación cosmológica. Schmidt observó una fuente luminosa que se llama 3C273 y en ella

midió un desplazamiento rojo que la pone a una distancia de 2 000 millones de años. A una

distancia tan grande, cualquier estrellita normal aparecería con un brillo casi imperceptible —

mas no 3C273: este cuásar apareció en el cielo con un brillo que superaba 100 veces el brillo de

la galaxia más brillante conocida hasta el momento.

El problema con los cuasares es que en esos años se desconocía un tipo de mecanismo físico que

fuera capaz de producir las cantidades ingentes de energía que parecían acompañar a estos

extraños objetos. Por esa razón un grupo de astrónomos —Arp entre ellos— comenzó a dudar de

la interpretación cosmológica del desplazamiento rojo y se vieron motivados a buscar una

interpretación alterna, es decir un mecanismo que produjera el desplazamiento rojo dentro de la

misma fuente e independiente de su movimiento. Si existe un tal mecanismo que genere

desplazamientos rojos intrínsecos, entonces los cuásares en realidad no estarían localizados a



165

gran distancia y, así cerca, el brillo percibido correspondería al de una estrella normal. Arp

encendió el fuego del debate cuando dio a conocer evidencias que hacían dudar de la

interpretación dada en el big bang. En varias de sus observaciones astronómicas Arp vio

cuásares que tenían un alto desplazamiento rojo pero que estaban asociados a galaxias cercanas

que tenían un desplazamiento rojo muy bajo. De confirmarse esta observación se le quitaría el

piso al big bang. Bueno, al menos eso era lo que pensaban Arp y sus admiradores, para quienes

era totalmente plausible que los cuásares fueran producto de la galaxia misma que los parió y los

lanzó con gran fuerza —como quien lanza fuegos artificiales decembrinos— y que dejó al cuásar

enlazado mediante un chorro de gas con su galaxia madre. La idea no es del todo descabellada,

en especial si consideramos que el centro de las galaxias alberga una cantidad inmensa de

energía que a veces genera explosiones y brotes violentos en los cuales sendos chorros de

materia salen expelidos a gran velocidad y en dirección opuesta. Los radio-astrónomos han

producido maravillosas imágenes del centro de galaxias en las que aparecen esos chorros de gas

como si fueran las plumas salientes en esos sombreros de penacho empinado que usan las

mujeres en ciertas fiestas de la aristocracia inglesa. Vistos de frente por un telescopio, esos

chorros revelan espectros complicados y de difícil interpretación, pero Arp conoce el cielo de los

astrónomos mejor que muchos expertos y sus observaciones no se pueden despreciar con

impunidad. Sin embargo, su análisis no ha convencido a la mayoría de los investigadores y he

aquí la razón: su argumento depende de una observación crítica que consiste en capturar en la

misma imagen astronómica un par de objetos —por ejemplo dos galaxias, o una galaxia y un

cuásar— que exhiben desplazamientos rojos muy diferentes y que están conectados por un

filamento similar a los chorros que emanan de los núcleos galácticos. Según Arp, en esas

imágenes el filamento que conecta las dos galaxias sugiere una conexión física entre ellas, lo

cual demostraría que —aunque tienen diferentes desplazamientos rojos— se encuentran a la

misma distancia y que, por lo tanto, el desplazamiento rojo nada tiene que ver con la distancia.

SAGREDO: No veo ningún problema con ese argumento.

SALVIATI: Sí, hay un problema: la densidad de objetos astronómicos en la esfera celeste hace

probable que el chorro de gas de una galaxia cercana quede superpuesto al azar con la imagen de

un objeto más profundo. Pensemos en dos aviones que vuelan en la distancia, uno más lejano que



166

otro. Debido a que a distancias muy grandes nuestro sentido de la vista no logra precisar la

verdadera profundidad de los objetos, cuando los dos aviones pasan justo delante de nosotros

percibimos la situación como un cruce de aviones en peligro de colisión. Un ejemplo muy citado

por Arp, y en el que se manifiesta el problema, es un grupito de cinco galaxias conocido como el

“el quinteto de Stephan”, en alusión a Edouard M. Stephan, quien en 1877 reportó su primera

observación. Hace unos años las imágenes disponibles del quinteto no eran muy nítidas, pero aun

así era posible dilucidar la presencia de las cinco galaxias y afirmar, a partir de la imagen, que

todas ellas pertenecían al mismo cúmulo y que por lo tanto se encontraban localizadas más o

menos en el mismo lugar y a la misma distancia. Sin embargo, cuando se analizaron sus

respectivos espectros de luz, se encontró que una de las galaxias presentaba un desplazamiento

rojo completamente distinto al de sus compañeras de grupo. ”¡Ajá! —saltó Arp— vean ustedes,

fieles seguidores del big bang, la evidencia que muestra que la expansión del universo se

sostiene sobre bases falsas: con el quinteto tenemos un grupo de galaxias que están a la misma

distancia y sin embargo los desplazamientos rojos de los miembros del grupo son muy distintos

cuando —si el desplazamiento rojo fuera un indicador de distancia— esperaríamos que fueran

iguales”.

SIMPLICIO: Estoy de acuerdo con Arp.

SALVIATI: ¡Un momentito! No salte a conclusiones tan rápido porque nos quedan partes de la

historia por contar. Muchos astrónomos no vieron en el quinteto, ni en otros cuantos ejemplos

parecidos, razón suficiente para abandonar la interpretación básica que afirma que el

desplazamiento rojo es producido por la expansión del universo. El argumento ya expuesto es

que es probable que en la misma imagen astronómica se presenten fortuitamente esos

alineamientos entre galaxias lejanas y galaxias cercanas. Por tanto, la pelea en torno a cómo

interpretar el desplazamiento rojo se trasladó entonces al campo de los estadísticos. Es un

problema de estadística porque tenemos que contrastar los casos reportados por Arp con lo que

se esperaría de alineamientos fortuitos. Entre los cálculos de probabilidad optimistas que realizó

Arp y los cálculos hechos por otros investigadores las discrepancias son hondas. La credibilidad

del análisis estadístico de Arp quedó también un poco aporreada por causa de otra de sus

afirmaciones según la cual los desplazamientos rojos están cuantizados, es decir que tienen



167

valores discretos. Un análisis estadístico de los datos demostró que esa propuesta exótica es

inconsistente con las observaciones66

. Para como de males, más adelante se dieron a conocer las

imágenes exquisitas del quinteto de galaxias — que se obtuvieron con el telescopio espacial

Hubble recién reparado por astronautas. Las imágenes muestran con toda claridad que, en

efecto, la galaxia que exhibe el desplazamiento rojo más bajo es la más cercana a nosotros; la

galaxia, además, quedó superpuesta a la imagen de las otras cuatro galaxias lejanas por puro

azar. Para llegar a esta conclusión no es preciso tener un doctorado en astronomía: cualquier

curioso, panadero o no, puede darse cuenta de lo mismo cuando ve en la foto tomada mediante el

telescopio Hubble que una de las galaxias del “quinteto” está más cerca que las otras porque en

ella se pueden distinguir estrellas individuales mientras que en las cuatro galaxias de fondo no es

posible distinguirlas. La conclusión es que el “quinteto” no es un quinteto sino un cuarteto a una

distancia de 290 millones de años-luz en cuya imagen se superpone al azar otra galaxia que se

encuentra a tan solo 40 millones de años-luz de distancia. Contrario a la interpretación de Arp,

no existe ninguna conexión física entre el cuarteto y la galaxia cercana.

SIMPLICIO: Y esa foto nítida del quinteto bastó para convencer a los negadores del big bang de

que abandonaran sus pretensiones quijotescas, ¿verdad?

SALVIATI: ¡Por supuesto que no! El debate sobre la naturaleza de los desplazamientos rojos ya

va para 20 años y sin embargo las nuevas observaciones hechas con telescopios más potentes al

parecer no han ayudado a aclarar la situación. Recientemente, por ejemplo, un análisis estadístico

de los datos del proyecto de mapeo de galaxias 2dF demostró que no existen en los

desplazamientos rojos las periodicidades que predijo Arp. No obstante, Geoffrey Burbidge

declaró que ese artículo constituía una falta de honestidad monumental porque contiene errores

en el análisis estadístico. El debate se empantanó aun más con la controversia que se desató en

torno a una foto publicada por equipos del telescopio espacial Hubble y en la cual se muestra que

no existe una conexión física entre la galaxia NGC 4319 y el cuásar Mrk 205, que tienen

desplazamientos rojos completamente diferentes. Poco después de publicada la foto, Arp lanzó

acusaciones graves en contra del equipo del Hubble en las que afirmaba que este había engañado

intencionalmente al público — y para probarlo mostró la misma imagen que tomó el telescopio

Hubble pero esta vez procesada por un astrónomo que había sido estudiante suyo y que parece



168

mostrar un puente filamentario entre la galaxia y el cuásar67

. Así pues que la controversia

continúa y los estudiosos anti-big bang siguen ajustando sus modelos a medida que salen a la luz

datos nuevos que los contradicen.

SAGREDO: ¿Y no es eso acaso lo mismo que hacen en todo momento los proponentes del big

bang? ¿Que no cuadran los datos de la radiación de fondo con los cálculos de la formación de

cúmulos de galaxias? ¡Ah, pues entonces se ajusta el modelo con materia oscura! ¿Que no

cuadran los datos de la expansión con la edad del universo? ¡Ah, pues entonces se ajusta el

modelo con energía oscura!

SALVIATI: ¡No! Es muy diferente. Ya he explicado varias veces que la materia oscura lo único

que tiene de oscuro es su nombre y que su presencia ya se ha manifestado en la dinámica de las

galaxias y en otros ámbitos de la física. Los investigadores han hecho predicciones específicas

sobre las características de la materia oscura y al dia de hoy los astrónomos no han encontrado

observaciones que contradigan las predicciones de las teorías cosmológica que incorporan

materia y energía oscuras. La cosmología estándar ofrece un mecanismo físico razonable y

conocido para explicar el desplazamiento rojo, es decir la expansión del espacio, y los

astrofísicos ya han avanzado significativamente en el estudio de la fuente de energía de los

cuásares: son inmensos agujeros negros que residen en el centro de algunas galaxias; la materia

que hay en su vecindad emite gran cantidad de luz y forma los chorros veloces de los que tanto

hemos hablado hoy cuando los cuásares la absorben. ¿Saben ustedes qué propone Arp para

explicar el origen del desplazamiento rojo intrínseco? ¡Una locura! Primero, dice que los

cuásares son estrellas minúsculas que los núcleos de las galaxias disparan a gran velocidad;

luego invoca un mecanismo mágico mediante el cual en esas bolas la masa de los electrones

aumenta a medida que pasa el tiempo y así la luz que producen los átomos que contienen

electrones pesados exhibiría el desplazamiento rojo observado. Luego añade que el aumento

putativo de masa de los electrones ocurre debido a que hay unos ciclos espasmódicos de

crecimiento y que el crecimiento es inducido por una interacción de naturaleza ondulatoria entre

los electrones y el resto de la masa del universo — proceso que explicaría la supuesta

cuantización de los desplazamientos rojos.



169

SIMPLICIO: Para mí es tan esotérico decir que la masa del electrón aumenta con el pasar del

tiempo como hablar de banquetes astronómicos de agujeros negros en núcleos galácticos y como

decir que el enrojecimiento de la luz significa que el universo está en expansión.

SAGREDO: (Con risa burlona) ¡Bravo Simplicio!

SALVIATI: (En tono enérgico) Como decía Einstein, las teorías físicas son invenciones libres de

la mente humana, pero —también con Einstein— no todas las invenciones de la mente son

iguales y es muy fácil distinguir cuando una de ellas es un disparate. La cosmología estándar es

coherente y consistente con un gran número de datos experimentales que abarcan observaciones

desde el micro cosmos hasta el fondo del universo. La cosmología estándar tiene puntos débiles

y está bien que quienes niegan el big bang critiquen aspectos de la teoría valiéndose de

argumentos y observaciones de calidad. Sin embargo, lo que más me molesta de Arp y sus

admiradores es que no ofrecen una alternativa bien armada y viable, pero sí andan despotricando

jactanciosamente en contra de los investigadores que publican en revistas académicas de

prestigio. Presentan fotos interesantes que pueden ser fuente legítima de descubrimientos de

valor, pero tratan de utilizarlas para desbaratar injustificadamente el big bang de un tajo y —peor

aun— se ofenden cuando sus argumentos no convencen a la mayoría de astrónomos. Pretenden

tumbar el big bang con un dardo de papel. Es más o menos como si el plomero le dijera que tiene

que tumbar su casa porque hay una gotera en el sótano. Consideran enemigos a los científicos

colegas que no aceptan sus teorías y pregonan que la comunidad científica opera como una

especie de inquisición que obliga a censurar teorías alternativas. Para ellos los científicos que

trabajan en el big bang son una parranda de deshonestos que están empeñados en suprimir la

verdad. Es una lástima. Esas acusaciones fomentan el rechazo que manifiesta la comunidad

científica hacia ellos, lo cual alimenta la percepción de persecución, creando un círculo vicioso

que a nadie beneficia. Los que están empeñados en dar al traste con el big bang se quejan de que

—supuestamente— las agencias que financian la investigación científica no apoyan ninguna idea

que se desvíe un ápice de la ortodoxia. ¡Como si los proponentes del big bang gozaran de

prodigiosas sumas de financiación!68

Y, ¿saben qué es lo peor?, que exponiendo ruidosamente su

posición anti big bang terminan por sumar a su flanco toda una serie de personajes exóticos y de

grupos cuyas motivaciones evidentemente ideológicas le restan seriedad a su trabajo.



170

SAGREDO: Veo que las críticas al trabajo de los cosmólogos le resultan bastante irritantes y que

el ardor de las pasiones afecta tanto a un lado como al otro del debate cosmológico. ¿Acaso

pensar de manera crítica no es parte importante de las actitudes que debe tener el buen científico?

SALVIATI: ¿Acaso lo que quieren es que los cosmólogos le gasten energía intelectual a todas

las babosadas esotéricas que se les pueden ocurrir a las personas? Hace unos años un profesor

universitario de física pagó un dineral de su propio bolsillo para publicar en el New York Times

un artículo de página entera en el que niega el big bang y afirma que el Sol está hecho de agua y

que la radiación cósmica de fondo es radiación que proviene de los oceanos69

. ¿Negarse a

publicar esa tontería en el Astrophysical Journal constituye una actitud dogmática?

SAGREDO: No podemos negar que el establecimiento científico es dogmático, pero no me

malinterprete — el sentido que le quiero dar a ese dogmatismo es bueno para la ciencia porque

así se protege de las frivolidades que tanto le molestan. La historia de la ciencia nos demuestra

que las ideas científicas cambian con gran lentitud. Yo sostengo que eso no está mal;

simplemente así es como la ciencia progresa y gana credibilidad — a pesar de que a las ideas

revolucionarias no se les presta al comienzo la atención que merecen. Las teorías de Galileo,

Einstein y Gamow fueron rechazadas por sus mismos colegas.

SALVIATI: Quisiera hacer un comentario para cerrar la discusión sobre las crítica al big bang y

propongo corregir el rumbo porque nos estamos desviando hacia temas filosóficos. No se puede

decir que un modelo cosmológico sea incorrecto por el hecho de que los teóricos ajusten el

modelo a medida que surgen datos nuevos. Muy rara vez se concibe un modelo en su estado final

y libre de la necesidad de hacerle correcciones posteriores. Es importante entender que cualquier

modelo del universo que se nos ocurra va a ser un modelo provisional que acepta ajustes que

acomoden observaciones nuevas — hasta el día en que aparezca una observación irreconciliable

con el modelo. Siempre es posible encontrar modelos alternativos que expliquen las

observaciones. Si nos encontramos con dos modelos alternativos que explican las observaciones,

los científicos prefieren adoptar el modelo más sencillo. A medida que surgen datos nuevos, los

teóricos siempre van a buscar una manera de ajustar el modelo para acomodar los datos;



171

sencillamente, ese es su trabajo. Al final, uno de los modelos requiere que se le introduzca tanta

complicación y artificio para lograr que siga soportando las observaciones, que la comunidad

científica termina restándole credibilidad, o el modelo se cae solito por causa de las

inconsistencias que lo invalidan. En cosmología, este juego de ajedrez entre los teóricos se

manifiesta de manera muy nítida entre quienes trabajan en el big bang y los anti-big bang.

Aunque debo aclarar que a pesar de los ajustes que se le han hecho, la teoría del big bang sigue

siendo consistente, cosa que no ha logrado ninguna de las alternativas al big bang.

SIMPLICIO: Además del problema de las interpretaciones alternativas del desplazamiento rojo

he leído que —aun dentro del paradigma del big bang— existen dos maneras de explicar el

origen del desplazamiento rojo. Unos dicen que se debe al efecto Doppler y otros afirman que se

debe a la expansión del espacio.

SALVIATI: Me limitaré a una breve explicación. No quiero gastar tinta en un asunto que está

más relacionado con la minucia de los cálculos que hacen los físicos en la teoría de relatividad de

Einstein que con los conceptos que queremos entender70

. La respuesta corta es “depende”.

Dentro del modelo del universo en expansión, el mecanismo que produce el desplazamiento rojo

que los astrónomos observan se puede interpretar (según el sistema de referencia donde se haga

el cálculo) como un efecto Doppler del movimiento de las galaxias o como un efecto

gravitacional que estira la longitud de onda de la luz en el recorrido que esta hace hasta llegar al

astrónomo. En resumen, las dos interpretaciones son válidas. Sin embargo, propongo que no nos

compliquemos con detalles de calculista y que entendamos el desplazamiento rojo como

producto de la expansión del espacio. Es un concepto fácil de visualizar ya que —volviendo a la

analogía en la que el espacio se compara con un globo que se infla— uno puede imaginar una

onda de luz que se propaga sobre la superficie del globo y cuya longitud de onda crece a medida

que el globo se infla.

SAGREDO: Siguiendo con la expansión del universo, usted dice que el espacio mismo se

expande, es decir que la distancia entre las galaxias crece con el tiempo. Escogimos las galaxias

como punto de referencia, pero creo que el concepto de expansión debe ser independiente de los



172

puntos que escojamos, ¿verdad? Entonces, ¿sería correcto decir que nuestros cuerpos y otros

objetos materiales también están participando de la expansión universal?

SALVIATI: No, ni nuestros cuerpos, ni la Tierra, ni el sistema solar, ni siquiera las galaxias

están aumentando de tamaño por causa de la expansión universal. Todos estos objetos son

sistemas donde actúan otras fuerzas que los mantienen enteritos en “una sola pieza”. Tomemos

esta mesa como ejemplo. Todas las partes de la mesa están sujetas por las fuerzas

electromagnéticas que mantienen ligadas entre sí las moléculas de la mesa. Del mismo modo,

nuestro sistema solar se mantiene ligado por la fuerza gravitacional local que ejerce el Sol.

SAGREDO: Bueno y solo por curiosidad, ¿qué tan grande sería el efecto de la expansión si esta

se manifestara en un objeto a escala humana?

SALVIATI: A escalas humanas la velocidad de la expansión sería imperceptible. Para que se den

una idea: tendríamos que esperar 14 000 años para que una barra de un kilómetro creciera un

milímetro71

.

SIMPLICIO: ¡Ah! Lástima, Salviati acaba de desbaratar mi teoría sobre la extinción de los

dinosaurios. Me estaba inventando una teoría en la que los dinosaurios eran animales del futuro

porque su tamaño monstruoso era producido por la expansión universal. Habían desarrollado la

tecnología para viajar al pasado, lo hicieron, llegaron a la Tierra en un momento en el cual no

habían surgido los alimentos que necesitaban y como consecuencia perecieron.

SAGREDO: Simplicio, por favor no nos distraiga con tonterías. Queremos entender lo que

significa la expansión del espacio pero hasta el momento los intentos de Salviati han dejado unas

ideas bastante disonantes. Para resumir, Salviati nos propone que olvidemos el concepto de

espacio absoluto pues considera más práctico pensar en términos de intervalos de distancia.

Estoy de acuerdo en que el espacio no es un recipiente que existe independiente de la materia,

como si fuera un contenedor donde se meten las galaxias. Este concepto no es compatible con la

teoría de la relatividad en la cual los intervalos de distancia son elásticos y se perciben como

contraídos según el estado de movimiento del observador. Para desarrollar su teoría de la



173

relatividad, Einstein trabajó con intervalos de espacio y tiempo e imaginó cómo los observadores

en movimiento medirían esos intervalos. Einstein se entretenía haciendo experimentos mentales

en los que se imaginaba, por ejemplo, cómo un pasajero de un tren en movimiento mediría el

intervalo de distancia que separa dos postes de luz en tierra y cómo, al mismo tiempo, su

compañero —parado en la estación— hacía la misma medición. Al final del experimento las dos

personas comparan resultados y se dan cuenta de que sus mediciones no coinciden: ¡el intervalo

de distancia que midió el pasajero es más corto que el intervalo medido en tierra! ¡Los intervalos

de distancia son elásticos! Igual sucede con los intervalos de tiempo entre dos eventos: también

son elásticos y son percibidos como intervalos de duraciones diferentes, según el movimiento del

observador. Por eso decimos que ni el espacio ni el tiempo son absolutos. Además, el hecho de

que las mediciones entreguen resultados diferentes según el movimiento del observador tiene

profundas consecuencias filosóficas: la intuición que sobre el mundo físico derivamos de las

experiencias sensoriales puede ser errónea de una manera fundamental. Ya habíamos señalado

que el sentido común no es buen juez para estudiar la naturaleza y ahora para agravar la situación

aprendemos que tampoco nos podemos fiar de la experiencia sensorial. Queda claro que extraer

conocimiento valedero sobre el mundo no es tarea fácil. Sin embargo, motivado por la

percepción de que los experimentos imaginarios parecen ser una estrategia fértil, quisiera saber

cuál es el resultado del siguiente experimento: supongamos que la tecnología del telescopio ha

avanzado tanto que permite efectuar observaciones astronómicas nítidas sin límite de

profundidad y que un astrónomo logra tener acceso al telescopio más potente que pueda existir.

¿Cuál sería el punto más profundo que se observaría con ese avanzado telescopio? ¿No sería el

borde del universo? ¿Y qué observaría un astrónomo imaginario localizado en ese punto? Quizá

explorar estas situaciones nos ayudaría a entender mejor el concepto del universo en expansión.

SALVIATI: Ya hemos hablado del concepto de que en las imágenes de los objetos astronómicos

lejanos estamos observando lo que estos eran en el pasado. Mientras más lejano el objeto, más

remota en el pasado será la información que contiene la imagen. El universo tuvo un comienzo

en el pasado y eso se traduce en que los objetos más lejanos que podemos ver son galaxias recién

nacidas pocos años después del origen del universo. Nos topamos con un borde, pero no un

borde en el espacio sino más bien un borde en el tiempo. En las fotos de observaciones

astronómicas aparecen unos objetos cercanos y otros lejanos. A los objetos cercanos los vemos



174

como eran hace pocos años en el pasado, mientras que de los lejanos vemos su pasado muy

remoto. Supongamos que estamos analizando una fotografía donde aparecen tres objetos

astronómicos: una galaxia muy lejana, la galaxia Andrómeda y una estrella que pertenece a

nuestra propia galaxia — la Vía Láctea. La imagen que quedó registrada en la foto muestra los

tres objetos simultáneamente, igual que una foto de familia donde aparecen el abuelo, el padre y

el nieto. La luz de la estrella vecina viajó 30 años antes de llegar a la placa fotográfica, la de

Andrómeda 2,5 millones de años ¡y la luz de la galaxia remota viajó 10 000 millones de años! Si

han seguido el razonamiento con atención, pronto van a captar el hecho de que en una

observación astronómica vemos la historia del universo —ahí en nuestras narices— desde el

pasado más remoto, en el caso de la galaxia lejana, hasta el presente, en el caso de los objetos

más próximos en nuestras inmediaciones. Como ven, por medio de imágenes profundas del cielo,

es posible estudiar la historia del universo y entender cómo se forman y evolucionan las galaxias

y estructuras mayores. Es por esta razón que la cosmología moderna es una ciencia empírica.

Sería muy ineficiente, si quisiéramos estudiar las etapas del crecimiento del ser humano,

comenzar con una persona desde su nacimiento y hacerle seguimiento hasta que ingresara a las

filas de los entrados en años. Para poder hacer el estudio sin tener que esperar, bastaría con

reunir un grupo de personas que incluya bebés, niños, adultos y viejos. Igual sucede con el

universo: una imagen captada por medio del telescopio más potente que se pueda imaginar

incluiría estrellas y galaxias de todas las edades, suficiente para investigar la historia del

universo. Una diferencia fundamental entre el modelo cosmológico del big bang y el modelo

estacionario es que en el big bang el universo evoluciona en el tiempo, el pasado es distinto al

presente, mientras que en el modelo estacionario el universo fluye como un rio igual ayer que

hoy. Las observaciones astronómicas han mostrado que en el pasado el universo era más denso y

caliente.

SIMPLICIO: Un momento, no vaya tan rápido. Hoy, 18 de diciembre del 2009, Chucho el

astrónomo nos trae una foto del cielo tomada por el hipotético súper telescopio y juntos nos

esforzamos por identificar, entre las miles de galaxias en la foto, cuál es la más remota. Chucho

señala un puntito pálido en la foto y declara que es el más remoto y que se encuentra a una

distancia de 12 000 millones de años luz72

, lo cual quiere decir que la luz de esa galaxia que llegó

hoy al telescopio partió de viaje hacia nosotros hace 12 000 millones de años, cuando el universo



175

apenas tenía 1 700 millones de años de edad. Como la expansión del espacio arrastra consigo las

galaxias, la galaxia de Chucho se aleja mientras que la luz por ella emitida viaja hacia nosotros,

de tal manera que al momento que nos llega su luz, esa galaxia se encuentra mucho más lejos.

Muy bien, un año más tarde, el 18 de diciembre del 2010, Chucho nos trae una foto recién

tomada que contiene exactamente el mismo trozo de cielo que aparece en la foto de hace un año.

¿Qué vemos? Bueno, pues la galaxia de Chucho aparece un año más vieja y, ¡sorpresa!, en el

fondo vemos una nueva galaxia que no había aparecido en la foto del año anterior porque se

encontraba a mayor distancia que la galaxia de Chucho y su luz no había tenido tiempo suficiente

para llegar a nuestro telescopio. Entonces, vean ustedes: si repetimos el experimento el año

entrante y dentro de dos años y así sucesivamente, encontraremos que en la foto aparecerán

nuevas galaxias y que lo que nos muestra la imagen es lo que cada una de ellas era cuando se

formó, después de los primeros cien millones de años del universo.

SIMPLICIO: Lo que estoy entendiendo es que el universo profundo es como un telón sobre el

cual van apareciendo las galaxias recién nacidas; y que si seguimos observando ese telón durante

años y años, nada fundamental va a cambiar; simplemente aparecerán nuevas galaxias recién

nacidas, como cuando en la noche oscura se enciende en la distancia una bombilla.

SALVIATI: Esa sería la vista panorámica del universo a la que puede asomarse un astrónomo si

cuenta con un telescopio tan potente que permita observar las primeras galaxias que se formaron

en el universo. Para lograr esa tarea monumental, el telescopio debe tener cámaras fotográficas

sensibles a la luz infrarroja. La expansión del universo que transforma la luz visible en luz

infrarroja afecta el brillo de las galaxias más lejanas.

SIMPLICIO: ¿Y qué pasa si en vez de un telescopio sensible al infrarrojo usamos un radio-

telescopio?

SALVIATI: De acuerdo. No tenemos que detenernos en el infrarrojo ya que el espectro de las

ondas electromagnéticas es mucho más amplio. Con un telescopio sensible a microondas

podemos ver la luz que existía en el big bang antes de que se formaran las estrellas y las

galaxias. Ese es un verdadero fondo, más allá del cual ya no podemos penetrar con ningún



176

telescopio dotado de sensores a la luz visible o a cualquier otro tipo de ondas electromagnéticas.

Esa cortina es la radiación de fondo que predice el modelo del big bang y que fue observada por

primera vez en 1964. La radiación de fondo es una barrera que borra toda la información de los

procesos que han podido ocurrir durante los primeros 380 000 años del universo. Durante esa

época el universo era un horno y toda la materia estaba en forma de un plasma caliente, donde no

existían las condiciones para que se pudieran formar estrellas, planetas o galaxias. Las primeras

estructuras pudieron formarse solo cuando el universo se expandió y se enfrió. Si de verdad

queremos penetrar épocas más tempranas del universo, tendremos que construir un telescopio de

neutrinos que nos revelaría los procesos que ocurrieron durante los primeros segundos del big

bang. Fue justo en ese momento cuando el neutrino se liberó de las ataduras impuestas por las

reacciones nucleares del momento y cuando pudo viajar libre por primera vez. El neutrino es una

partícula muy ligera y efímera que desempeña un papel importante en las reacciones nucleares.

Y si nos empecinamos en observar los instantes más cercanos al punto de origen, entonces

tenemos que usar un telescopio de ondas gravitacionales. Esta forma de energía fue predicha por

la teoría de la gravedad de Einstein y, si lográramos detectarla, podríamos observar cara a cara

nada menos y nada más que el momento justo del origen, el instante en el que aparecieron el

tiempo, el espacio, la materia y la energía.

SAGREDO: ¡Un momento! No se me ponga todo arrogante a lanzar a los cuatro vientos

promesas grandiosas sobre la posibilidad de entrever el momento preciso de la creación.

¡Ustedes los astrofísicos andan pregonando una teoría que explica cómo se originó todo el

universo a partir de una singularidad matemática — pero ni siquiera saben todavía qué son la

materia oscura y la energía oscura que constituyen el 96 por ciento del universo!

(Sagredo se ríe con risa sarcástica y artificialmente fuerte, a la cual Salviati reacciona con una

expresión muy visible de desagrado, como si acabara de morder un jugoso limón).

Reservemos ese tema para una sesión entera dedicada al asunto. Ya veo que será muy

entretenida, pero antes de llegar allá pienso que es mejor seguir con nuestros esfuerzos por

entender el significado de la expansión misma. ¿Acaso no es la expansión del espacio el

concepto central del big bang? Volviendo a la cortina de fondo que limita la profundidad de las



177

observaciones astronómicas, digo que no tiene sentido preguntar sobre el borde y el tamaño del

universo. Cualquiera que sea su tamaño real, no lo vamos a poder determinar ya que nuestros

telescopios, aun los más potentes que la tecnología pueda crear, siempre se van a topar con el

telón de galaxias recién nacidas o con la radiación de fondo — según el tipo de sensores que

contenga nuestro telescopio. Esa pared, que representa lo más profundo que se puede observar,

está limitada por lo que tarda la luz en viajar desde la época en la que fue emitida hasta el día de

hoy.

SIMPLICIO: Además, esa pared se está volviendo cada vez más profunda a medida que pasa el

tiempo.

SALVIATI: Correcto. El tamaño del universo es un problema teórico. Además, como las

galaxias participan del movimiento de expansión universal, la inocua afirmación que dice “esta

galaxia está a 12 000 millones de años luz de distancia” se presta a interpretaciones. Es como si

viajáramos por una autopista elástica que se estira durante el viaje: si vamos desde Alejandría

hacia Cyene por una autopista perfectamente recta que une a estas dos ciudades y si la distancia

entre ellas aumenta en el tiempo, entonces estaríamos hablando de un sistema dinámico. En ese

caso, ¿qué se entendería cuando preguntamos cuál es la distancia Alejandría-Cyene? La reacción

natural sería preguntar, ¿cuándo? Es decir, ¿la distancia al comienzo del viaje o la distancia al

final del viaje? Como la autopista se estira, esas distancias no serán iguales. Es más, podríamos

definir muchas otras distancias, por ejemplo la distancia neta recorrida por el automóvil durante

el viaje. El conductor del auto mantiene la velocidad constante y mide el tiempo exacto que le

tardó llegar a Cyene, y luego, cuando multiplica la velocidad por el tiempo, obtiene una

distancia. Para él la distancia recorrida es la verdadera separación entre las ciudades, mientras

que para un astronauta que observa desde arriba, la distancia se mediría mediante una foto

tomada en un determinado momento —digamos en el instante en que el auto llega a Cyene— y

utilizando una regla para obtener la separación directamente sobre la foto. Algo similar sucede

con las galaxias que, pegadas a sus coordenadas expansivas, conforman un sistema dinámico.

Cuando decimos que una galaxia está a 12 000 millones de años, podemos distinguir por lo

menos tres distancias: la distancia que nos separaba de la galaxia hace 12 000 millones de años

cuando partió la luz que hoy llegó a nuestro telescopio; la distancia a la que se encuentra la



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galaxia hoy, que es mayor porque la expansión del espacio nos aleja cada vez más de ella; y la

distancia neta que viajó la luz durante los 12 000 millones de años que le tomó en llegar a Tierra.

Nótese que esta última es mayor que la distancia que nos separaba de la galaxia hace 12 000

millones de años, debido a que durante el recorrido que estaba haciendo la luz hacia nosotros, el

camino se iba expandiendo.

En los libros de astronomía y en los artículos de prensa que aparecen de vez en cuando, la

distancia que se usa con mayor frecuencia es la distancia recorrida por la luz. Sin embargo, existe

un problema considerable en torno al concepto sencillo de expresar las distancias según el

tiempo que tarda la luz en viajar desde la fuente hasta el observador: esa distancia no se puede

medir directamente. Para poder determinar el tiempo de viaje de la luz tendríamos que conocer el

tiempo exacto cuando la luz partió de la fuente. No obstante, ¿cómo se hace para averiguar ese

dato de vital importancia? En la práctica es muy difícil saber cuándo fue emitida la luz de los

objetos astronómicos que aparecen en el telescopio. Lo que sí se puede medir directamente es el

brillo de las estrellas en una galaxia lejana — y los astrónomos aprovechan el hecho de que el

brillo disminuye con la distancia para estimar qué tan lejos se encuentran las estrellas. En

resumen, en vez de hablar del tamaño del universo, los astrónomos prefieren utilizar distancias

medibles. Por esa razón existe un concepto que describe el tamaño del universo visible y que

depende —como ya muy bien lo han expresado ustedes— del tiempo que puede viajar la luz

desde que se formaron las primeras galaxias hasta hoy. También es importante entender que el

tamaño del universo visible crece con el tiempo, pero no se confundan: ese crecimiento nada

tiene que ver con la expansión del universo; la idea simplemente refleja el hecho de que si espero

un año más sentado frente a mi telescopio, me llegaría la luz de los objetos que están a una

distancia de un año-luz más lejos. Un modelo mental que ayuda a visualizar el significado del

universo visible consiste en suponer que el universo es infinito en extensión y en seguir la

historia de las galaxias en el tiempo. Sí, sí, no se desesperen, enseguida les explicaré. Propongo

comenzar la historia cuando el universo cumple los primeros 100 millones de años de edad. Más

adelante, si ustedes lo desean, podemos abordar el tema de lo que ocurrió durante los primeros

segundos del universo, pero antes de llegar allá, definitivamente necesitamos que don Manuel no

traiga otra ronda de aguardientes. Cuando el universo tenía 100 millones de años de edad no

había galaxias, pero ya los átomos del sustrato primordial del universo —hidrógeno y helio— se



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agrupaban en nubes mientras que el universo se expandía. En ese momento el espacio era muy

oscuro porque no había estrellas que brillaban, solo nubes primordiales. Pocos años después

surgieron las primeras estrellas y galaxias. Las estrellas se forman cuando la gravedad empuja un

trozo de esa nube hacia una región muy concentrada de gas donde la densidad y la temperatura

alcanzan el nivel necesario para disparar el proceso de reacciones nucleares. Cuando esto sucede

las estrellas comienzan a brillar con la luz producida en esas reacciones. Si pudiéramos

presenciar el universo desde “afuera”, una galaxia recién formada sería como un puntito de luz y

el espacio en su totalidad se llenaría de lucecitas a medida que nacen nuevas estrellas en galaxias

distantes como cuando se encienden por primera vez las luces de navidad en la oscuridad. El big

bang está sucediendo por igual en todos los puntos del espacio, mientras que las distancias entre

las galaxias crecen con el tiempo.

Sigamos con el experimento imaginario y ubiquemos a Chucho en una de las galaxias recién

formadas, galaxia que se encuentra en una zona donde también hay otras dos galaxias que, en ese

momento, están a distancias de dos y cinco millones de años-luz respectivamente. ¿Qué observa

Chucho el astrónomo? En ese momento, para Chucho el cielo está completamente oscuro y así

permanecerá por más de dos millones de años que tomará la luz de la galaxia vecina en atravesar

la distancia que la separa. Pasados los primeros dos millones de años Chucho observa un

firmamento minimalista consistente apenas del punto luminoso que corresponde a su galaxia

vecina. A Chucho, en su calidad de astrónomo, le resulta muy frustrante saber que tiene que

esperar otros tres millones de años, o más, para recibir la luz de la segunda galaxia vecina.

Empero, a su debido tiempo, esta se hace visible en el cielo de Chucho. Con el paso del tiempo

más galaxias ingresan al horizonte observable de Chucho y la imagen de cada una de ellas revela

lo que estas eran cuando estaban recién formadas. Como el universo es de extensión infinita,

cada día que pasa entrarán nuevas galaxias en las observaciones astronómicas de Chucho y todas

ellas mostrarán lo que eran cuando estaban recién formadas.

SIMPLICIO: Ya entiendo por qué de noche el cielo es oscuro, incluso si consideramos que el

espacio es infinito en extensión. Uno pensaría, no sin cierta ingenuidad y ligereza, que si el

universo es infinito entonces el cielo nocturno debería brillar como si fuera pleno día porque en

cualquier dirección del cielo que miráramos nuestra vista se toparía con una galaxia. Me puse a



180

considerar el oscuro panorama que —en su puesto de astrónomo— soportó Chucho durante los

primeros dos millones de años de observación y me di cuenta de que el cielo es oscuro

simplemente porque, como el universo apareció apenas hace unos miles de millones de años, la

luz de las galaxias lejanas no ha tenido suficiente tiempo para llegar hasta donde estamos. ¿Será

que podría escribir un artículo con esta idea y volverme famoso?

SAGREDO: Lo siento, Simplicio, pero esa idea ya fue publicada y de nada sirvió para avanzar la

fama de su autor. Se trata, nada más y nada menos, que de Edgar Allan Poe. Sí, el famoso

escritor norteamericano, quien —al margen de su carrera de escritor— estaba interesado en la

cosmología y tenía gran familiaridad con los avances científicos de la época. Ocurrió pues

entonces que en 1848 Poe dio una charla en la que expuso sus ideas cosmológicas — entre ellas

la explicación de por qué el cielo nocturno es oscuro. Poe también se anticipó 80 años a la idea

del big bang y desarrolló un modelo del origen del universo que partía de un átomo primordial

del cual emanaba energía de radiación que se expandía en el espacio.

SALVIATI: Volviendo a la oscuridad de la noche. ¿No se dan cuenta de que justo en frente a

nosotros la noche oscura nos está presentando evidencia del big bang?

SIMPLICIO: No entiendo. ¿Cómo?

SAGREDO: Sin necesidad de telescopios sofisticados, ni de cámaras costosas o espectroscopios

de gran complejidad, cualquier persona que en una noche oscura se dedique a observar el

firmamento profundo y a reflexionar podría llegar —por pura lógica— a concluir que el universo

tuvo un comienzo en el tiempo. Digo lo anterior con base en el razonamiento que usted mismo se

planteó según el cual la noche es oscura porque la luz de las galaxias lejanas no nos ha llegado

aún. Si le damos vuelta al argumento podemos decir que si el universo hubiera existido

eternamente en el pasado, entonces la luz de todas las galaxias ya habría llegado a nuestro cielo y

que por lo tanto este sería igual de brillante de noche que de día. En resumen, en un universo

estacionario, infinito y eterno, el cielo nocturno no sería oscuro.



181

SIMPLICIO: Su silogismo es astuto, pero no me convence del todo. La oscuridad de la noche

también se puede explicar afirmando que el universo es finito en extensión, ¿verdad? Si el

universo es finito en extensión y como sabemos que las distancias entre las galaxias son grandes,

entonces no se cumpliría la condición de que a cualquier dirección en el cielo que miremos nos

toparíamos con una galaxia. Por otra parte, tengo entendido que en los tiempos de Newton la

idea predominante era que el universo es infinito en extensión, entonces, ¿por qué —si tenían

todos los elementos necesarios para llegar a esa conclusión— Newton y otros sabios de la época

no reconocieron la idea del big bang que se encontraba implícita en la oscuridad del cielo

nocturno?

SALVIATI: De acuerdo. Si abandonamos la suposición de que el universo es infinito en

extensión entonces se derrumba por completo la conclusión de que la oscuridad de la noche

implica que el universo tuvo un origen en el tiempo. En ese caso la oscuridad de la noche estaría

revelando el borde del espacio más allá del cual no existen objetos astronómicos. El asunto de lo

que pensaban los astrónomos del Siglo XVIII se lo dejo a Sagredo.

SAGREDO: En efecto, los elementos argumentales estaban ahí. El hecho de que la luz se

propaga a una velocidad limitada fue demostrado en 1676 por el astrónomo danés Ole Roemer.

Ese conocimiento quedó establecido cuando Roemer estudió un conocido retraso en el tiempo de

los eclipses de las lunas de Júpiter. Roemer explicó el retraso como un efecto de la velocidad de

propagación de la luz. Por otra parte, la concepción dominante del cosmos en ese entonces, y a lo

largo de los 2 000 años de historia precedentes, afirmaba de forma categórica que el universo es

infinito y estático. ¿Por qué las ideas de Poe no se le ocurrieron a Roemer, Cassini o Newton? Yo

creo que la noción de un universo infinito y estático estaba tan arraigada en la mente de los

pensadores de la época que ninguno de ellos tuvo el coraje de retarla ni pudo reunir argumentos

que tuvieran la fuerza suficiente para derrocar el edificio. Además, fuera de los planetas y de

unos cuantos cometas que de vez en cuando se encontraban deambulando por el espacio, todas

las estrellas aparecían como puntos fijos en el espacio. En sus observaciones los astrónomos no

encontraron ni el más mínimo estímulo que les sugiriera que el universo era un mecanismo

dinámico ni mucho menos que hubiera tenido un comienzo en el tiempo. Por la correspondencia

entre Newton y el cardenal Richard Bentley sabemos que ya Newton se había dado cuenta de que



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su propia teoría de la gravedad no admitía la posibilidad de que el universo fuera estático, a no

ser que se postulara también que la extensión del espacio es infinita. De no ser así, la fuerza de la

gravedad terminaría halando toda la materia hacia el centro de gravedad del universo y no

estaríamos aquí hablando de ello.

SIMPLICIO: Muy bien. Para no perdernos hago un resumen del camino recorrido. Analizamos

el significado de las distancias entre objetos astronómicos en un espacio que se expande y

teniendo en cuenta que la luz se demora en propagarse de un punto a otro. Aceptamos que para

medir la distancia a una galaxia lejana tenemos que esperar a que nos llegue su luz, pero que

cuando esto ocurre la información portada por esa luz corresponde a eventos que sucedieron en

el pasado cuando la luz partió de su lejana fuente. También hablamos del horizonte que define el

tamaño del universo visible, cuyo radio aumenta cada año en un año-luz. Hasta el momento no

hemos considerado la aceleración de la expansión, ese fenómeno que fue observado por dos

grupos de investigadores que perseguían la aparición de nuevas estrellas supernovas. Sabemos

que la expansión del espacio que descubrió Hubble ahora se está acelerando ¿qué ocurre

entonces cuando se tiene en cuenta la aceleración de la expansión?

SAGREDO: Para visualizar la expansión acelerada vamos a volver al modelo del pan con pasas.

Recuerden, el pan aumenta de tamaño a medida que se hornea y también aumenta la distancia

entre las pasas. Esta imagen representa gráficamente la expansión del universo y en ella las pasas

asumen el papel de galaxias. Ahora metemos a Chucho dentro del pan y lo visualizamos parado

en una de las pasas. Como ya es costumbre, le damos la tarea de hacer observaciones

astronómicas y de contarnos lo que ve. Vamos a representar el universo visible para Chucho

como una burbuja imaginaria centrada en Chucho y que se está inflando dentro del pan. La

burbuja representa el crecimiento del horizonte visible para Chucho que, como habíamos visto,

depende de la velocidad de la luz. Quiero que visualicen muy bien la expansión del universo: la

expansión universal está representada por el aumento de la distancia entre las pasas del pan y el

crecimiento del horizonte visible se debe al hecho de que a medida que pasa el tiempo las

observaciones de Chucho abarcan una región cada vez más grande. Es muy importante separar

estos dos efectos y darse cuenta de que ocurren a velocidades diferentes: el horizonte visible se

expande a la velocidad de la luz, mientras que la expansión universal —por lo menos en nuestra



183

vecindad— ocurre a velocidades menores que la velocidad de la luz. Bajo estas circunstancias, la

burbuja donde vive Chucho crece con el tiempo de tal forma que abarca un mayor número de

pasas, lo cual se refleja en las observaciones astronómicas de Chucho cuando entran nuevas

galaxias en su horizonte, allá en la distancia más profunda que alcanza su telescopio. Ahora

consideremos qué ocurre si la expansión misma del universo se acelera. Siguiendo nuestro

modelo del pan con pasas, la aceleración de la expansión equivaldría al aumento en la velocidad

con la que crece el pan en el horno. Además, si la aceleración continúa, llegará entonces el

momento en que la velocidad de crecimiento del pan superaría la velocidad con la que crece la

burbuja de Chucho. Entonces, ¿qué ocurre?, ¿qué observa Chucho ahora?

SIMPLICIO: Muy fácil, a la burbuja de Chucho ya no entran pasas porque estas se están

separando de Chucho más rápido de lo que crece su horizonte visible.

SALVIATI: No solo eso, sino que también es posible que las pasas que estaban cerca del borde

dentro de su burbuja ahora sean arrastradas por la expansión acelerada hasta quedar por fuera de

la burbuja.

SIMPLICIO: Quiere decir que si la aceleración continúa, eventualmente todas las pasas van a

salirse de la burbuja y el cielo de Chucho será totalmente oscuro.

SALVIATI: Sí, excepto por la luz de las estrellas en su propia galaxia que es inmune a la

expansión cosmológica gracias a que su propia gravedad las mantiene confinadas — Chucho no

va a tener el lujo de hacer astronomía extra galáctica.

SAGREDO: Un momento. Entonces la aceleración de la expansión puede impartir en las

galaxias lejanas una velocidad de recesión superior a la velocidad de la luz. ¿Acaso la velocidad

de la luz no es el límite de velocidad en el universo?

SALVIATI: La luz se propaga a una velocidad increíblemente alta. Si pudiéramos viajar a la

velocidad de la luz le daríamos una vuelta entera a la Tierra en menos de lo que nos demoramos

en pronunciar la letra „c‟. Para ser más precisos, ese viaje veloz alrededor del planeta se



184

demoraría una décima de segundo. Un vuelo entre Nueva York y Pekín a la velocidad de la luz

tardaría 37 milisegundos — no tendríamos tiempo ni siquiera para comernos el delicioso paquete

de mini pretzels que nos ofrecen las aerolíneas. Ir a la Luna y regresar tampoco nos daría tiempo

suficiente para saborear los pretzels: tardaríamos apenas 2,5 segundos. Si insistimos en comernos

los pretzels tendríamos que planear un viaje más exótico, por ejemplo al Sol. En ese caso

tendríamos un tiempo de vuelo de ocho minutos, suficiente para el banquete. Hasta día de hoy ni

se ha visto en la naturaleza ni se ha podido producir en los laboratorios una velocidad que supere

la velocidad de la luz en el vacío. Hasta el momento, la evidencia empírica indica que

efectivamente la velocidad de la luz es la mayor velocidad que se puede alcanzar. Este hecho

empírico es un dato estructural que está plasmado en la teoría de la relatividad de Einstein. Por

diseño, la formulación matemática de la relatividad prohíbe la existencia de velocidades mayores

que la velocidad de la luz. Por ejemplo, presten atención a lo que dice la teoría cuando

calculamos la energía que se requiere para lograr que una partícula con masa —como el

electrón— alcance la velocidad de la luz: ¡tendríamos que invertir una cantidad infinita de

energía! En otras palabras, es imposible que una partícula con masa se mueva a la velocidad de

la luz. Solo las partículas de luz —que se llaman fotones y no tienen masa— tienen licencia para

moverse a una velocidad igual a „c‟. Los físicos usan la letra „c‟ para representar la velocidad de

la luz y si ustedes abren un libro de física en el capítulo de la relatividad encontrarán muchas

fórmulas donde aparece la consonante „c‟. Una de las fórmulas más famosas que aparece

inclusive en las tiras cómicas es la fórmula de Einstein que iguala la masa con la energía y que

en lenguaje matemático se escribe E = mc2. Traducida a vernáculo, esta fórmula se expresa así:

“La energía es equivalente a la masa multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz”. Lo

que nos propone esta fórmula inocente es que si podemos convertir la masa en energía —por

ejemplo en las reacciones nucleares que se dan en el Sol— tendríamos una fuente muy eficiente

de energía ya que c es un número muy grande. Vean ustedes: el valor numérico de c es 300 000

kilómetros por segundo; en la formula de Einstein E = mc2 este número elevado al cuadrado (es

decir multiplicado por sí mismo) es un factor que multiplica la masa y el resultado es la cantidad

de energía. La velocidad de la luz es la velocidad límite con la que se puede transmitir una señal,

un paquete de energía o una partícula. Sin embargo, la velocidad de recesión de las galaxias no

se relaciona con una señal que sea transmitida o con un cuerpo material que se mueve y por lo

tanto no está sujeta al límite de velocidad que se les asigna a los objetos físicos. Más bien, lo que



185

ocurre es que el espacio entre dos galaxias cualesquiera está creciendo. Entonces es posible que

las galaxias se alejen con velocidades de recesión que superan la velocidad de la luz. Esto ocurre

inclusive en un universo donde la expansión no sea acelerada. Las observaciones originales del

astrónomo Hubble indicaron que la velocidad de recesión aumenta con la distancia entre el

observador y la galaxia observada. Mientras más lejana la galaxia, mayor será su velocidad de

recesión. Las mediciones de la velocidad de la expansión del espacio mediante una variedad de

métodos distintos están de acuerdo en que por cada 10 000 años-luz de distancia la velocidad de

recesión crece en una cantidad de 784 kilómetros por hora — una velocidad comparable a la

velocidad de crucero de un jet moderno. Lo anterior quiere decir que si miramos más lejos,

encontraremos una distancia a partir de la cual las galaxias se separan de nosotros a velocidades

mayores que la velocidad de la luz.

SAGREDO: La edad del universo se deduce a partir de la velocidad de la expansión pues el

raciocinio es que si el espacio se infla entonces en el pasado toda la materia estaba concentrada

en un solo punto. Si se mide la velocidad de la expansión se puede estimar el tiempo en el pasado

cuando todo el universo se encontraba concentrado en un punto de alta densidad. Ahora que

sabemos que la expansión se acelera, los cálculos de la edad del universo —teniendo en cuenta la

aceleración— deben resultar en una edad mayor del universo.

SIMPLICIO: No entiendo por qué la aceleración de la expansión implica que el universo debe

ser más viejo de lo que se pensaba.

SALVIATI: Muy sencillo, Simplicio. Supongamos que usted sabe que yo vivo a 100 kilómetros

de distancia de aquí y un día usted me ve llegar en mi auto, a una velocidad de 50 kilómetros por

hora. Le pregunto, ¿Cuánto tiempo se demoró mi viaje? Usted supone que durante el viaje yo

mantuve la misma velocidad de 50 kilómetros por hora y rápidamente deduce que mi viaje tardó

dos horas. En este ejercicio la duración del viaje representa la edad del universo: dos horas. Es

un estimado aceptable siempre y cuando el supuesto de que viajé a velocidad constante sea

válido. Ahora le digo: no es correcto, mi viaje fue más largo de lo que usted cree porque al

comienzo la velocidad era menor y porque apenas a mitad de la trayectoria aceleré para aumentar

la velocidad a 50 kilómetros por hora. Por ejemplo, digamos que la velocidad durante la primera



186

mitad del viaje fue de 25 kilómetros por hora. Quiere decir que alargué el viaje por una hora

adicional. ¿Entiende? Cuando se tiene en cuenta la aceleración, la edad del universo es tres horas

y no dos por el simple hecho de que al comienzo el viaje era más lento. La historia de la edad del

universo es de particular interés para la cosmología ya que en más de una ocasión la teoría del

big bang sufrió “crisis de edad”. La primera crisis, de la que ya hemos hablado, ocurrió cuando

Hubble estimó que la edad del universo era de 2 000 millones de años, lo cual por supuesto no

tenía sentido porque la Tierra no puede ser más vieja que el universo y se sabía que la edad de la

Tierra superaba los 4 000 millones de años. El error de Hubble consistió en presuponer que las

estrellas usadas para determinar distancias eran todas iguales. Sin embargo, el error fue corregido

cuando Walter Baade descubrió dos tipos de estrellas variables con características distintas. Más

recientemente, a mitad de la década de 1990, cuando aún no se había observado la aceleración de

la expansión, se dio la segunda “crisis de edad”. Por esa época, con base en el modelo de

expansión no acelerada y teniendo en cuenta la incertidumbre en la rapidez de la expansión, la

edad del universo se estimaba entre 9 000 y 12 000 millones de años. La segunda crisis surgió

cuando se determinó que las estrellas más viejas de nuestra galaxia, que residen en agrupaciones

llamadas cúmulos globulares, exhiben edades de hasta 12 000 millones de años, lo cual entraría

en conflicto con la edad estimada del universo disponible en ese entonces. El problema quedó

resuelto cuando se descubrió la aceleración de la expansión, que como usted ya entiende bien

lleva a concluir que el universo es más viejo de lo que se pensaba. Además, gracias a mediciones

precisas de la constante de Hubble y a los datos arrojados por el satélite WMAP de la NASA, se

midió la edad del universo con un error de apenas un 1% y se concluyó que la edad es de 13 700

millones de años. ¿Se dan cuenta ustedes la maravilla que es poder determinar un parámetro

cosmológico con semejante precisión? ¿Se imaginan ustedes lo que pensaría Immanuel Kant

hace 250 años o Isaac Newton hace 300 años si se les informara que el universo, el espacio y el

tiempo tuvieron un comienzo hace 13 700 millones de años?

SAGREDO: ¿Qué significa que el tiempo tuvo un comienzo hace 13 700 millones de años?

¿Qué sucedió antes del big bang?

SALVIATI: ¡Depende! Por supuesto, depende de qué entendemos por tiempo. A ver, señor

aristotélico, ¿qué es el tiempo? — y antes de que me responda, Manuel: ¡otro aguardientito!



187

SIMPLICIO: “¿Qué es el tiempo? Si no me preguntan, lo sé. Si me lo preguntan, lo ignoro.”

¿Quién trovó ese celebre circunloquio?

SAGREDO: El viejo santo africano Agustín de Hipona, quien se jactaba de poseer un deseo

ardiente por saber qué es el tiempo, asunto que para algunos filósofos constituye el problema

fundamental de la metafísica.

SIMPLICIO: ¡Muy bien! Para Aristóteles, la noción de tiempo coincide con la que se enseña en

los cursos de física del bachillerato. Es decir, tiempo es la medida del movimiento. No hay

movimiento, no hay tiempo. Y como sabemos, para que haya movimiento se requiere materia.

Llegamos a la situación por la que pasamos cuando cavilábamos sobre el tema del espacio.

Podemos decir entonces que el tiempo es una propiedad de la materia. Con esto le estoy dando

un camino de salida a Salviati, ya que bien puede argumentar que preguntar qué había antes del

big bang no tiene sentido porque el tiempo mismo surgió con la materia originada en el big bang.

Sin embargo este concepto no cuadra con el pensamiento de Aristóteles para quien el tiempo no

puede tener un comienzo. En esto la lógica de Aristóteles se puede resumir así: el tiempo

necesariamente debe ser eterno, no podemos pensar en un instante donde comenzó el tiempo,

aquello es inconcebible porque entonces tendríamos que aceptar que algo sale de la nada, antes

de un supuesto comienzo del tiempo había nada y luego aparece el tiempo, esto no cabe en la

lógica aristotélica.

SAGREDO. Tenemos que revisar los conceptos rígidos de espacio y tiempo con los que se

encontró Einstein y que en cierta medida frenaron el avance de la cosmología moderna. Newton

tenía una noción mística de lo que eran el espacio y el tiempo: en el carácter absoluto y en la

omnipresencia de estas entidades físicas Newton veía los atributos de una providencia divina. El

espacio, para Newton, tiene una existencia independiente. Piensen en un acuario: sacamos los

peces, los adornos, el agua, el aire, y al final queda el espacio vacío como el recipiente que

alberga los objetos del mundo. Muy distinto es el pensar de Immanuel Kant, el filósofo alemán

del Siglo XVIII, quien propuso que los conceptos de espacio y tiempo residen en nuestra mente y

que los necesitamos para poder ordenar la interacción con el mundo externo. Según Kant,



188

nacemos con el concepto de espacio y tiempo —y otros más como el de causalidad— que están

alambrados desde un principio en la conciencia y así cuando el sentido de la vista nos presenta

dos objetos podemos relacionarlos espacialmente o cuando escuchamos una sonata podemos

apreciar el orden de las notas en el tiempo. El espacio y el tiempo son el escenario mental pre-

existente donde se proyectan los eventos de nuestra vida diaria. La filosofía de Kant ejerce una

pesada influencia en el pensamiento europeo moderno que llega hasta el día de hoy y ciertamente

estaba presente cuando Einstein desarrolló una teoría del tiempo y el espacio completamente

nueva. La teoría de la relatividad especial que Einstein publicó en 1905 rechazó la noción de

espacio y tiempo como entidades absolutas y re-conceptualizó el espacio y el tiempo como

relaciones entre objetos y eventos. La relatividad eliminó los conceptos de movimiento absoluto,

reposo absoluto y tiempo absoluto, y propuso que el flujo de tiempo marcado por los tics de un

reloj se hace más lento o más rápido según el estado de movimiento del reloj. Un segundo

medido por Juan en la estación de tren corresponde a menos de un segundo medido por Pedro en

el tren que se mueve a gran velocidad fuera de la estación. A las velocidades que tenemos al

alcance nosotros los meros mortales la dilatación del tiempo para el viajero no es apreciable. Los

efectos relativistas comienzan a manifestarse solo a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Estas ideas completamente revolucionarias sacudieron el mundo intelectual y académico como

un cimbronazo que dejó todo patas arriba, en especial cuando fueron confirmadas en el

laboratorio y por ende quedó establecido que no son un artilugio mental sino que corresponden a

hechos empíricos. A los físicos y a los filósofos de la época —atónitos— no les quedó más

remedio que admitir con resignación las consecuencias que esta propuesta radical y no intuitiva

trae consigo: que los secretos más profundos de la naturaleza no forman parte de nuestra

experiencia diaria. Lo anterior, a su vez, le otorgó validez al método puramente deductivo usado

por Einstein, es decir el método en el que se elabora una teoría a partir de postulados básicos. A

diferencia del conocimiento sobre el universo que aportó Kepler, quien partió de observaciones

cuidadosas de las órbitas de los planetas para construir su teoría de las órbitas planetarias,

Einstein no partió de observaciones de la dilatación del tiempo sino de postular que la velocidad

de la luz es constante y que ni el tiempo ni el movimiento son absolutos. Para Einstein, las

teorías físicas son invenciones libres del intelecto humano que deben confrontarse con las

observaciones y ser rechazadas o modificadas cuando no resulten útiles en describir la

experiencia. Decir que el espacio y el tiempo son accidentes de la materia no tiene sentido.



189

Consideren lo siguiente: en la relatividad de Einstein la materia (es decir, masa) es equivalente a

la energía. Entonces, si seguimos el razonamiento de que el espacio y el tiempo son accidentes

de la materia, por simple lógica el espacio y el tiempo son accidentes también de la energía, pero

eso no tiene sentido. La energía no tiene que estar localizada en un punto definido del espacio o

el tiempo. Y para enredar más el asunto les voy a exigir que tengamos en cuenta los conceptos de

la teoría cuántica según los cuales el mismo vacío alberga cierto tipo de energía y, por lo tanto,

podemos hablar de las propiedades del vacío, independiente de los objetos y de las relaciones

entre los objetos.

SIMPLICIO: Esa me la va a tener que barajar de otra forma.

SALVIATI: No quiero entrar en discusiones filosóficas sobre la naturaleza del tiempo, tema que

ha sido materia de estudio para los grandes pensadores y en el que, a mi parecer, poco se ha

avanzado.

SIMPLICIO: No menosprecie las contribuciones que los grandes pensadores hicieron sobre el

tema. Ustedes los físicos de ahora no son como los de antes, que eran más cultos y versados en

temas filosóficos. El mismo Einstein estudió la filosofía de Kant y en su autobiografía nos dice

cómo el desarrollo de sus propias ideas en física fue influenciado por Hume.

SALVIATI: No me enreden con asuntos filosóficos. Sigamos la guía de Einstein. ¿Cómo

desarrolló la teoría de la relatividad? Recuerden que Einstein en todo momento prestó atención a

la manera como los observadores en distinto estado de movimiento medían intervalos de espacio

y de tiempo. Aquí está la clave. Lo importante es no perder contacto con las cantidades que son

directamente observables y con el proceso de medición73

. De esta forma llegamos a conceptos

prácticos que pueden ser sometidos a pruebas de laboratorio. Con esa receta podemos analizar lo

que ocurre con el tiempo, tal como es medido en la plataforma y en el tren a alta velocidad. Se

habla entonces del intervalo de tiempo que transcurre entre dos eventos, tal y como son vistos

por Juan en la estación y por Pedro que va a bordo del veloz tren. Este ejercicio —junto con el

postulado de la constancia de la velocidad de la luz— nos lleva a que el intervalo de tiempo



190

medido por Pedro es más corto que aquel medido por Juan. En ese sentido no se puede hablar del

tiempo o del espacio fuera de la materia o la energía.

Regresamos a la pregunta original: ¿Qué había antes del big bang? La respuesta —basada en los

razonamientos que hemos avanzado relativos a la naturaleza del tiempo— es muy sencilla: nada.

Preguntar qué había antes del big bang no tiene sentido porque el tiempo mismo surgió con la

materia y la energía originadas en el big bang.

SIMPLICIO: Entonces, ¿el big bang salió de la nada? ¡Cómo quiere usted pretender que yo

acepte ese bochornoso improperio! Es imposible que el big bang salga de la nada, así como así.

Eso no cabe en mi cabeza.

SALVIATI: Cuénteme Simplicio, ¿por qué algo no puede salir de la nada? El problema aquí es

que nuestra mente está condicionada debido a ventajas evolutivas a enmarcar todo en términos

de un principio de causalidad ordenador. Kant tenía razón y la biología evolutiva nos está

mostrando cómo efectivamente el cerebro tiene circuitos ya formados donde espera que toda

causa tenga un efecto. Este ha sido el principio básico de la filosofía aristotélica y es aceptado sin

cuestionamiento simplemente porque se conforma al “sentido común”; pero recuerde que la

mayoría de lo que hemos aprendido sobre el universo con la física de los últimos 100 años se

sale del “sentido común”. Ninguno de los efectos cuánticos o relativistas “caben en nuestra

cabeza” —como usted dice— y sin embargo así es como se comporta la naturaleza.

SIMPLICIO: Yo me rehúso a admitir que el big bang pueda salir de la nada. ¡Ese disparate no

tiene sentido!

SALVIATI: ¿Qué alternativa propone?

SIMPLICIO: Tiene que existir una fuerza creadora.

SALVIATI: Y esa fuerza creadora, ¿cómo se originó?



191

SIMPLICIO: De la nada. Una causa sin causa o causa inicial.

SALVIATI: (Visiblemente irritado y en tono enérgico) Pero usted me cree tonto, ¿o qué? ¿Qué

diferencia hay entre su fuerza creadora que sale de la “nada” y un universo que salta de la “nada”

sin necesidad de esa fuerza creadora? Igual los dos salen de la “nada”. ¿No es así? ¡Este

argumento no nos está llevando a nada productivo! Vea, Simplicio, si por razones ideológicas

usted está convencido de que la Tierra es plana, no existe ningún argumento razonable que yo

pueda elaborar para convencerlo de lo contrario — porque en este caso la lógica y la razón no

pueden iluminar la mente. Solo quiero decir esto: la respuesta honesta es ¡NO LO SABEMOS! Y

espero que entienda que esa respuesta brinda mayor satisfacción intelectual que la alternativa que

usted propone. Decir que algo ocurre porque así lo desea una entidad todopoderosa no explica

nada, simplemente esconde nuestra ignorancia en algo arbitrario. Adjudicar hechos de la

naturaleza a una causa arbitraria que los produjo no ayuda al entendimiento de la naturaleza ni

nos brinda información alguna. Ese argumento no tiene poder predictivo, ni explicativo y ni

siquiera se puede determinar si es falso o verdadero. A la duda de si un eclipse ocurrió o no

ocurrió, la respuesta es la misma: así lo dispuso ese agente todopoderoso. Entonces, ¿para qué

sirve?

SIMPLICIO: (También algo alterado) Usted lo que me está diciendo es que mis razonamientos

son intelectualmente débiles, ¡pues no acepto ese insulto!

SAGREDO: Calma, ¡calma señores!

El ambiente ya estaba caldeado desde hacía unos minutos y el tenor de la discusión sirvió para

elevar la temperatura aún más. Nuestros interlocutores no se habían dado cuenta de que la noche

estaba bien avanzada, y el efecto de los aguardientes comenzaba a manifestarse. Algunos

curiosos que se interesaron por las tertulias se convirtieron en espectadores asiduos que poco a

poco acercaban sus sillas en torno a la mesa de los contertulios. Por alguna razón esa noche la

velada gozaba de una nutrida concurrencia de espectadores, comentaristas y simples curiosos que

pensaban que algo importante estaba ocurriendo. La música de fondo subía de nivel en manera

proporcional al volumen de la discusión y en momentos era tal la confusión que no se podía



192

distinguir entre la música, los argumentos refinados de los dialogantes y el incesante rumor de

fondo de los comentarios de la concurrencia. Entre aguardiente y aguardiente algunas parejas

animadas por la música se paraban a bailar mientras comentaban entre ellas las consecuencias

maravillosas de la relatividad de Einstein y la increíble magia de un universo que salió de un

punto hace 13 700 millones de años. Eso merece una celebración, decían unos viendo en ello

motivo suficiente para un trago más y acercando las copas en un chin-chin, pero otros,

indignados y lamentándose en voz alta, no aceptaban que todo lo que habían aprendido desde la

niñez acerca del origen del mundo se fuera desmoronado en pocos instantes por causa de los

adornados pronunciamientos de un físico que hablaba de un modelo del mundo sustentado en

hechos empíricos. Entre tanto, el altercado entre Simplicio y Salviati seguía subiendo de

temperatura pero bajando en calidad. Simplicio se negaba a aceptar raciocinios que para él eran

simplemente conceptos impensables; Salviati insistía en que la investigación científica basada en

observaciones metódicas del cosmos nos ha acercado cada vez más al momento del origen del

universo. De repente se armó un zaperoco descomunal cuando tres señoras muy enojadas que

blandían cacerolas irrumpieron violentamente por la puerta trasera del establecimiento

gritándoles órdenes a sus respectivos esposos para que suspendieran esa dizque “tertulia

cosmológica” que —a las tres de la mañana y con un tufo de aguardiente notorio a distancia—

nada tenía de divertido — según ellas. A los pocos segundos empezó a reinar el silencio y a

Salviati, Sagredo y Simplicio se les vio salir al lado de sus señoras esposas — y con rostros muy

asustados por la sanción que les esperaba. Con esto se termina la segunda jornada.



193

Tercera jornada

Simplicio, Sagredo y Salviati se conocieron en la universidad, en un evento relacionado con un

“club de cine”. Dicho club servía de excusa para reunirse a practicar una variación del

exhibicionismo intelectual — caracterizado por brotes incoherentes de verborrea seudo-

académica. Sus vidas quedaron conectadas en torno a ese ambiente universitario, pues en ese

mismo grupo conocieron a sus respectivas esposas, las “damas de cacerola”, aquellas valientes

señoras que en horas de madrugada salían a rescatar a sus esposos mientras sucumbían en

vaporosos debates cosmológicos con olor a aguardiente. Simplicio demostraba tener sofisticados

conocimientos de filosofía con un pedigrí que merece nuestra atención por breves minutos.

Resulta que desde la secundaria Simplicio mostró gran interés por la filosofía e ingresó a la

facultad de filosofía y letras, donde cursó los dos primeros años de estudios universitarios,

tiempo suficiente para construir unas buenas bases. Empero, transcurría el cuarto semestre de

universidad, cuando Simplicio quedó atrapado en la telaraña tejida por la testosterona y el

estrógeno. Él y su compañera no supieron manejar bien los ardores hormonales de las batallas

amatorias y, como resultado, ¡se produjo un resultado!, vale decir, la muchacha quedó en estado

“interesante”. Una vez confirmada la nueva realidad, Simplicio se puso a pensar en cómo

reacomodar su vida en torno a las responsabilidades que le llegaban antes de lo planeado.

Razonó con un argumento según él semi-filosófico y concluyó que todo el mundo necesita pan.

El razonamiento fue suficiente, o más bien poderoso, y en pocos minutos decidió abandonar los

estudios de filosofía y convertirse en panadero. Poco sabemos, por otra parte, de Sagredo. Es

muy reservado y, fuera de los contactos profesionales que entregan muy buenas referencias y le

reservan un lugar de alta estima, ha sido difícil encontrar una nota que nos esboce aspectos

personales. Sobre Salviati sabemos que durante sus años formativos estuvo inmerso en el

ambiente de un plantel ultra disciplinario y que esa disciplina marcó en él una gran influencia

para el resto de la vida. Sin embargo, él era un gran cuestionador y se topó a menudo con el

problema de que los dogmas erigían paredes que limitaban su curiosidad. Para Salviati no

existían límites intelectuales de ningún tipo y no concebía que hubiera un tema vedado al

escrutinio de la razón. Interponer barreras infranqueables precedidas del aviso “Prohibido el paso



194

a este tema. No se debe estudiar científicamente” representaba en su opinión un intento

inaceptable de coartar la libertad intelectual.

Tanto se habló en la segunda jornada sobre desplazamientos rojos y distancias, que a Simplicio

la cabeza le quedó recargada de un revoltillo de ideas que durante la noche brotaron

descontroladas y sin ton ni son. En su extraño e inconexo sueño también aparecía el misterioso

diagrama que Hubble dibujó en la servilleta como si fuera un juego de adivinar lo que se esconde

debajo del velo, pero no logró mayor claridad sobre lo que había querido expresar Hubble con su

dibujo. En todo caso, Simplicio se imaginó que debajo del velo se escondía la cara de un faraón

egipcio.

Figura 4-2. Faraón egipcio

La tercera jornada comenzó en punto. Los contertulios ocupaban los lugares de costumbre

alrededor de una mesa visiblemente castigada por los trajines propios de una taberna de baja

categoría. Haciendo como si los bochornosos incidentes de la semana anterior nunca hubieran

sucedido, Simplicio, Sagredo y Salviati comenzaron su diálogo con gran moderación y

compostura. Sagredo abrió la conversación recordando una profunda idea del astrónomo Carl

Sagan, autor de la serie de televisión Cosmos.



195

SAGREDO: Tengo una duda sobre aquella afirmación poética de Carl Sagan — “somos polvo

de estrella”. Yo entiendo que el modelo del big bang contempla que en el pasado hubo una etapa

caliente en la que se formaron los elementos químicos ligeros y que el resto de los elementos

químicos fueron producidos en las estrellas, pero ¿se puede tomar literalmente la afirmación de

Sagan?

SALVIATI: Sí, somos, en efecto, polvo de estrella. Sigamos a lo largo del tiempo la historia de

uno de los átomos de carbono que se encuentran en su cuerpo. Para estar a tono con los tiempos,

vamos a seleccionar a una átomo. Será una amiga a quien llamaremos Carla. Ella nos describirá

todo lo que le ocurrió en su atómica vida antes de llegar al cuerpo de Simplicio. Supongamos que

nos metemos en una de sus venas con una sonda microscópica capaz de observar átomos

individuales. Encontramos a Carla muy contenta, sentada en una de las azúcares que conforman

su ADN (ácido desoxirribonucleico). Ahora nos preguntamos, ¿de dónde viene ese átomo de

carbono? La respuesta es que ¡entró por su boca! Hace unos meses, cuando usted ingería esa

deliciosa ensalada césar al almuerzo, Carla bajó al estómago como polizón en un trozo de

lechuga. En el estómago los jugos gástricos se encargaron de descomponer la hoja de lechuga en

sus diversos elementos químicos. En el proceso, nuestra amiga Carla quedó liberada y pudo

flotar entre jugos unos breves minutos antes de ser absorbida por capilares en las paredes del

intestino delgado. De allí fue integrada en el flujo sanguíneo donde la encontramos. ¿Qué estaba

haciendo Carla antes de ser lechuga? La lechuga que transportó a Carla a su estómago estuvo

exhibida en el mercado unas pocas horas después de ser traída de un cultivo no muy distante de

la plaza de mercado. Antes de ser sacada de la tierra, la lechuga llevaba varias semanas ahí

enterrada nutriéndose de lo que la tierra ofrecía y absorbiendo, debido a la fotosíntesis, dióxido

de carbono presente en la atmósfera. Carla entró a ser parte de la lechuga dentro de una molécula

de dióxido de carbono que se dejaba empujar en el aire por las corrientes de viento del océano

que la trajeron de otro continente. Esos días fueron muy felices para Carla. En contraste con su

suerte durante los meses anteriores, se sentía libre y limpia viajando por la atmósfera y

disfrutando el calor del sol. Antes de esa efímera libertad, Carla había estado atrapada durante

seis meses en un barril de petróleo que fue transportado de Iraq a Turquía. Ganó su libertad el día

que salió expelida por el tubo de escape de un carro viejo que repartía leche en una diminuta

aldea de Turquía. ¿Cómo llegó Carla a ser petróleo de Iraq? La culpa la tuvo un inmenso



196

asteroide que impactó en la península de Yucatán. Veamos cómo ese suceso infausto cambió de

rumbo la vida de la pobre Carla.

Antes del impacto, hace 65 millones de años, Carla vivía dentro de Muñeca un dinosaurio muy

robusto y sin embargo saltón que pindongueaba por todo el valle delimitado por el Tigris y el

Éufrates. Carla estuvo insertada dos años en una de las azucares del ADN en la sangre de

Muñeca, hasta ese día aciago y apocalíptico en que a Muñeca se le agotaron las fuerzas por la

falta de alimento, cayó al piso y quedó sepultada por la erosión y el tiempo junto con sus

compañeras dinosaurios en un amasijo de materia orgánica que con el tiempo se convirtió en un

pozo de petróleo. Meses antes de la muerte de Muñeca, un asteroide de 10 kilómetros de

diámetro golpeó la península de Yucatán con la fuerza de dos millones de bombas

termonucleares, en un lugar cercano a la población de Chicxulub. El violento choque arrojó a la

atmósfera partículas de polvo, cenizas y gases que bloquearon la luz solar por varios años,

impidieron la fotosíntesis de las plantas e interrumpieron la cadena alimenticia de Muñeca y sus

amigos.

Figura 4-3. Somos polvo de estrella



197

SIMPLICIO: ¿Qué hacía Carla antes quedar enterrada en un yacimiento de petróleo en Iraq?

SALVIATI: Antes de entrar al ADN de Muñeca, Carla vivió felizmente en la atmósfera terrestre

desde la formación del planeta 3 600 millones de años atrás. Y antes de la formación de la Tierra,

¿qué hacia Carla? Flotaba en la nube de gas a partir de la cual se formaron el Sol y los planetas.

Esa nube de gas es un conglomerado de átomos ligeros, como el de hidrógeno y el de helio —

que se formaron durante los primeros tres minutos del big bang— y átomos más pesados que

fueron producidos en el centro de una estrella. Este último capítulo nos lleva al lugar de

nacimiento de Carla. Ella nació en el centro de una estrella anónima, perdida en la inmensidad de

nuestra galaxia. La estrella de Carla era una estrella de mayor tamaño que el Sol; en su centro, a

una temperatura de 15 millones de grados centígrados, los núcleos atómicos se transformaban en

elementos más pesados y en el proceso liberaban la energía que mantenía el brillo de la estrella.

Un día cualquiera, empujados por la agitación de las altas temperaturas en el centro de la estrella,

tres núcleos de helio chocaron en el mismo punto y se unieron para siempre en el apretadísimo

abrazo que se convirtió en nuestra querida Carla. El núcleo del átomo de carbono está compuesto

de seis protones y seis neutrones que serían la suma de tres núcleos de helio, cada uno de ellos

con un par de protones y un par de neutrones.

SIMPLICIO: ¿Cómo llegó Carla a la nube protoplanetaria donde se formó el sistema solar?

SALVIATI: La estrella madre de Carla mantuvo en su centro reacciones nucleares donde se

formaron elementos químicos cada vez más pesados, hasta llegar al hierro. Cuando la mayoría de

la materia en la estrella se convirtió en hierro las reacciones nucleares cesaron, se perdió la

presión que mantenía inflada a la estrella y por lo tanto el núcleo de la estrella colapsó por la

acción de la gravedad. Mientras que el núcleo colapsaba, las capas más exteriores de la estrella,

incluida la capa donde estaba Carla, salieron despedidas a gran velocidad y dispersaron los

átomos por todo el espacio. Esos átomos llegaron a las nubes donde se formarán nuevas estrellas.

Dicha explosión colosal de una estrella al final de su vida aparece sin anunciar en el cielo como

un punto brillante nuevo para los astrónomos; por eso a las más potentes se les llama estrellas

nova o supernova.



198

SAGREDO: Muy bonita su historieta de Carla. Entonces así como decidimos emprender el viaje

imaginario de Carla con un átomo de carbono en la sangre de Simplicio, habríamos podido

comenzar con un átomo de hierro —también en la sangre— o de calcio en los huesos. Al final

encontraremos que cada uno de los átomos en Simplicio tiene una larga historia que comienza en

el centro de una estrella.

SALVIATI: Correcto, pero no olvidemos que la materia prima de esos átomos formados en las

estrellas viene del big bang en forma de átomos de hidrógeno y helio. Las primeras estrellas se

formaron a partir de nubes de gas primordial que contenían solo los elementos provenientes del

big bang.

SAGREDO: Si bien lo recuerdo, usted mencionó que la producción de elementos pesados en las

estrellas llegaba hasta el hierro. Entonces, ¿de dónde vienen los elementos más pesados que el

hierro?, por ejemplo, el implante de oro que Simplicio luce en su dentadura frontal, ¿de dónde

viene?

SALVIATI: Los elementos más pesados que el hierro se forman en el momento mismo de la

explosión de una supernova donde las energías disponibles son lo suficientemente altas para

continuar las reacciones nucleares hacia los elementos más pesados que el hierro. La expresión

“somos polvo de estrella” incluye los implantes de oro en la dentadura de Simplicio.

SAGREDO: Aunque “somos polvo de estrella” al final toda la materia se originó en el big bang.

Quiere decir que podríamos continuar la historia de Carla en el pasado hasta el punto de origen.

SALVIATI: Claro que sí. ¿De dónde vienen los tres núcleos de helio que formaron a Carla en el

centro de esa estrella? En las estrellas se puede formar helio pero las estrellas también contienen

helio primordial fabricado en el big bang antes de la formación de la estrella. Los tres núcleos de

helio de Carla provienen del big bang así: antes de formarse la estrella madre, los tres núcleos de

helio gravitaban en medio de una nube de gas —no gas de estufa, sino gas primordial. Es decir

gas compuesto de hidrógeno y helio que no se originó en una estrella sino en el big bang. Esa

nube de gas primordial consiste de una región de sobre-densidad dentro de lo que más adelante



199

se convirtió en nuestra galaxia. Tenemos que viajar en el tiempo hacia el pasado para seguir los

pasos de la nube de Carla. Antes de la formación de las galaxias y de las primeras estrellas, el

universo era una bola de gas primordial en enfriamiento. Durante los primeros tres minutos del

big bang, el universo era tan caliente y denso como el centro de una estrella y por lo tanto se

pudieron dar las reacciones nucleares que formaron el helio a partir de hidrógeno y deuterio. En

ese horno primigenio encontramos las partes constituyentes de Carla, primero en forma de

protones y neutrones y luego en forma de núcleos de helio. La historia de los antepasados de

Carla continúa. En realidad los protones y los neutrones no son partículas fundamentales. Un

protón es como una bolsita que porta tres quarks. Así como los astrónomos hacen mapas del

universo para entender su estructura y explicar su origen, los físicos de partículas elaboran mapas

del mundo atómico y nuclear. A través de la historia esos mapas han logrado penetrar las capas

más internas del átomo, primero considerado como una esfera indivisible, luego modelado como

un núcleo rodeado por una nube de electrones. El núcleo del átomo es donde residen la carga

positiva —los protones— y los neutrones. Al final de la década de los sesenta se pudo confirmar

que los protones y los neutrones a su vez están conformados por partes más pequeñas, tal como

lo habían postulado en 1963 Murray Gell-Mann y George Zweig. Gell-Mann les dio a esas

partículas el nombre de quarks. Aquí encontramos los verdaderos antepasados de Carla: cuando

había corrido la primera millonésima de segundo del universo, los quarks que formaron los

protones y neutrones de Carla se encontraban en medio de una sopa de quarks y otras partículas

elementales. En esa sopa los quarks vivían tan cerca y chocaban tan frecuentemente que no era

posible diferenciarlos en bolsitas separadas de a tres para formar protones y neutrones. El

universo visible era como un súper núcleo atómico del tamaño de una naranja.

SAGREDO: ¡Vaya!, muy cercano al concepto de “átomo primigenio” imaginado por el cura

Lemaitre.

SALVIATI: De acuerdo. Entonces, decía que —cuando el universo tenía una millonésima de

segundo de edad— los 36 quarks y los seis electrones a partir de los cuales se formó Carla se

encontraban flotando muy agitadamente en una sopa de quarks. Cuando, debido a la expansión la

temperatura del universo bajó (a 10 000 millones de grados kelvin lo cual ocurrió un segundo

después de tiempo cero) los 36 quarks de Carla se agruparon en 12 bolsitas separadas (de a tres



200

quarks por bolsita). Justo en ese momento encontramos los protones y los neutrones que

conforman todo lo que vemos en el universo. Las estrellas se encargan de fabricar con esa

materia prima los elementos de la tabla periódica.

SAGREDO: ¿De dónde vienen las partículas elementales que alimentaron el big bang?

SALVIATI: Han oído hablar del colicionador del CERN, ¿verdad?

SIMPLICIO: ¡Sí! El colicionador de ladrones.

SALVIATI: ¡No sea tonto Simplicio! No es el colicionador de ladrones sino el colicionador de

hadrones, que son entidades muy distintas a los ladrones. Los ladrones están hechos de hadrones.

El vocablo hadron viene del griego para “pesado” o “denso” y denota una familia de partículas

de las cuales el protón y el neutrón son miembros. Pues las partículas elementales, como los

hadrones, que alimentaron el big bang vienen de la energía inicial. La energía pura se puede

convertir en partículas elementales, tal como los físicos lo comprueban a diario en los grandes

aceleradores de partículas como el del CERN (de la sigla en francés para la Organización

Europea para la Investigación Nuclear) en Ginebra (Suiza). La energía inicial se convierte en

partículas elementales y fotones. Un fotón se convierte en un par de partículas y en ese par una

es la antipartícula de la otra y así la carga eléctrica total se mantiene igual a cero. Lo de

antipartículas no tiene nada de raro; son simplemente partículas hechas de antimateria, idénticas

en todo respecto a las partículas excepto que al entrar en contacto con la materia normal se

aniquilan y generan energía pura en forma de fotones. La antimateria se le apareció por primera

vez al físico Inglés Paul Dirac en una ecuación que anotó en un papel mientras intentaba

establecer una consistencia entre la naciente teoría cuántica y la relatividad de Einstein. Para

resaltar el carácter no misterioso de la antimateria les recuerdo que actualmente en la radiología

existen tecnologías que se basan en las reacciones entre la materia y la antimateria. Me refiero a

la tomografía por emisión de positrones (TEP), que se usa para producir imágenes en tres

dimensiones de tejidos de interés en el cuerpo humano. Para poner a funcionar la TEP, se inyecta

en el paciente un elemento radiactivo que sirve de trazador. La substancia radiactiva dentro del

paciente emite positrones —la anti-partícula del electrón— que se aniquilan con electrones del



201

tejido y en el proceso emiten fotones (luz de alta frecuencia) que son recogidos en sensores. Las

tecnologías de detección se derivan del trabajo de los físicos experimentales que investigan las

partículas elementales. En la sopa de partículas y fotones del universo se pueden dar choques

entre partículas y antipartículas que se aniquilan al instante y producen fotones. Esos fotones a su

vez pueden dar origen a otros pares partícula antipartícula. Como vemos, las reacciones pueden

ocurrir en las dos direcciones: la generación de fotones o la generación de pares partícula

antipartícula. Por un momento existe un equilibrio en las reacciones y se ven fotones, partículas

y anti-partículas que se convierten entre ellos. Algunas partículas, como el neutrón, transmutan

su identidad y se convierten en otras partículas de menor masa. En el caso del neutrón, por

ejemplo, este decae en un protón, un electrón y un antineutrino. La simetría original entre

partículas y antipartículas, sin embargo, se rompe con estos decaimientos radiactivos los cuales

generan al final más partículas de materia que de antimateria. De no ser por esa asimetría en la

naturaleza, toda la materia en el universo se habría aniquilado con la antimateria y el universo

sería una aburridora bola de fotones — pero no, por fortuna las leyes de la naturaleza permitieron

que de la aniquilación de materia con antimateria quedara un pequeño residuo de materia

suficiente para formar 400 000 millones de galaxias. Como por cada par partícula-antipartícula

que se aniquiló resultó un par de fotones, contar el número de fotones relativo al número de

partículas de materia que quedaron nos da una idea de la magnitud de la asimetría: por cada

partícula de materia en el universo —como el protón o neutrón— existen 1 000 millones de

fotones.

SAGREDO: Y, ¿de dónde viene la energía original?

SALVIATI: Misterio. Existen varias hipótesis que ofrecen explicación física del origen de la

energía original, algunas más plausibles que otras, pero en este momento todas ellas clasifican

como especulación y por lo tanto no les gastaré saliva. Ahora bien, que yo admita que es un

misterio no quiere decir que el tema esté fuera del alcance de la ciencia. Piensen en la cantidad

de temas que en el pasado también eran considerados misterio y hoy aparecen en las páginas de

los textos de ciencia en clase de primaria.



202

SIMPLICIO: Un momento, decir que toda la materia en el universo, todas las galaxias, las

estrellas, los planetas, las rocas, los mares y la gente se originaron de unas particulitas ahí… —

todo así tan fácil— es un cuentecito que yo no me trago entero. Usted narra la historia y las

épocas del big bang como si fuera una receta cualquiera, de esas que, como son fáciles, las ponen

de tarea para el proyecto de ciencias de la primaria. ¿Cómo es posible que el mundo tan rico, tan

variado y tan complejo que experimentamos a diario haya salido todo de una sopa de partículas

elementales? Me queda difícil aceptar esa idea.

SALVIATI: Simplicio, la ciencia no está esperando su aceptación para seguir adelante.

SIMPLICIO: Esa arrogancia no lo va a llevar muy lejos. Si esa va a ser la actitud tal vez

podemos despedirnos y terminar el monólogo.

SALVIATI: ¿Quién es el que está demostrando una actitud no conducente al diálogo? Mostrarse

despectivo con más de 110 años de investigación científica en partículas elementales y declarar

que todo es un “cuentecito” me comunica un mensaje muy claro: usted no tiene interés en

cambiar su mito de la creación. Yo no estoy aquí para tratar de convencerlo de nada; siempre se

tiene la opción de ignorar conocimientos probados que han generado invaluable beneficio a la

humanidad; es cosa suya, a mí no me importa. Los procesos que ocurrieron en el big bang a

partir de las primeras fracciones de segundo se han estudiado con teorías físicas maduras y

fundadas sobre una base empírica: la física nuclear y la física de partículas elementales. Como ya

mencioné, la física de partículas es tan real que la medicina de hoy usa la antimateria para

diagnosticar crecimientos celulares anormales y usa diferentes tipos de radiación para tratar el

cáncer. Si quiere resultados palpables le informo que —de acuerdo con el National Cancer

Institute— de 1950 a hoy la tasa de sobrevida de cinco años para todos los tipos de cáncer ha

aumentado del 35% al 80%. Esos resultados maravillosos se han logrado gracias a la física de

partículas y a los avances tecnológicos generados en aceleradores de partículas. Desde que

Joseph John Thomson descubrió el electrón en 1897, la naturaleza de las componentes sub-

nucleares de la materia se ha estudiado intensamente y hoy gozamos de una teoría muy exitosa

cuyas predicciones se vienen probando a diario en reacciones producidas en aceleradores de

partículas como el de Fermilab, en Batavia (Illinois, Estados Unidos) y el CERN, en Ginebra. En



203

estos aceleradores (mediante colisiones de haces de partículas aceleradas a velocidades cercanas

a la velocidad de la luz) se recrean las condiciones existentes en las primeras fracciones de

segundo del big bang. En el nuevo acelerador de CERN los choques entre protones acelerados

logran recrear las condiciones existentes cuando el universo apenas tenía una fracción de una

millonésima de millonésima de segundo o 0.000 000 000 000 001 segundos. Este aparato acelera

protones dentro de unos túneles subterráneos circulares de 27 kilómetros. Con la ayuda de más

de 1 600 imanes dos haces de protones se mantienen en movimiento en direcciones opuestas y a

velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Luego los haces de protones son guiados hacia

regiones donde se han instalado instrumentos del tamaño de edificios enteros; allí colisionan para

recrear la sopa de quarks que existió durante los primeros instantes del big bang. La tarea de

analizar los datos arrojados por estos experimentos es complejísima, es como si una olla a

presión llena de frijoles bien cocinados explotara en medio de la cocina y en el proceso lanzara la

deliciosa frijolada hacia las paredes del recinto a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Después de este monumental barullo los experimentadores intentan descifrar qué estaban

haciendo las partículas exactamente al momento antes de la explosión.

SIMPLICIO: ¿Cómo saben ustedes que las condiciones producidas en colisiones entre protones

en el acelerador del CERN son las mismas que existían durante las primeras fracciones de

segundo del universo?

SALVIATI: Después de los primeros instantes el universo observable era del tamaño de una

naranja y estaba compuesto de partículas elementales y de fotones que compartían un medio de

altísima densidad y temperatura. No existían átomos. No podrían formarse porque los choques

contra otras partículas los destruirían de inmediato. Para recrear esas condiciones, los físicos de

CERN extraen protones de un tanque de hidrógeno, los aceleran y los hacen chocar de frente. La

energía de la colisión es capaz de generar partículas nuevas que por un instante alcanzan la

densidad y la temperatura que tenía el universo a un tiempo de una millonésima de millonésima

de segundo después del tiempo cero. En ese momento ni siquiera existían los protones, pero sí

los quarks, los electrones y los fotones.



204

Entonces, Simplicio, vemos que la procedencia de la materia y todo lo que se hace con ella,

incluyendo estrellas, planetas, océanos y montañas, se puede explicar a partir de los procesos

físicos que hemos domesticado a lo largo de 100 años de experimentación científica. ¿Qué

problema tiene usted con esto? Los sistemas complejos no emergen en un instante, como por arte

de birlibirloque. No es correcto pensar que un día teníamos una sopa de partículas elementales y

al día siguiente se levantaban montañas por encima del caldo. Al contrario, el proceso de

formación de lo que observamos en el universo fue lento y progresivo — cada estado exhibía

apenas cambios diminutos en relación con el estado anterior. Las primeras estrellas tardaron 100

millones de años en formarse. Pasaron 9 000 millones de años antes de que el sistema solar

comenzara a formarse a partir de una nube de materia enriquecida por el material que se emitió

cuando explotaron estrellas pertenecientes a generaciones anteriores. No debería asombrarnos

demasiado que de un sustrato elemental emerja algo complejo. Pensemos en los átomos. La tabla

periódica de los elementos químicos registra la existencia de 118 elementos, todos ellos

compuestos del mismo sustrato consistente de tres partículas: el neutrón, el protón y el electrón.

Del hidrógeno al ununoctio, estos elementos químicos presentan una asombrosa variedad de

comportamientos y características. Inclusive de un mismo elemento químico surgen substancias

muy distintas. La suerte de Carla fue la de convertirse al final en un simple átomo de carbono

dentro de una molécula del ADN de Simplicio — pero igual podría haber terminado como parte

del hermoso diamante que exhibe en el pecho una despampanante modelo, o también podría

haber acabado dentro de un tarro de grafito en una ferretería. El diamante y el grafito, ambos, no

son más que átomos de carbono dispuestos en configuraciones diferentes. Podríamos seguir en

una jerarquía de sistemas cada vez más complejos hacia las moléculas, que son agregados de

átomos ligados químicamente. Encontramos moléculas tan sencillas como el agua, compuesta de

un átomo de oxigeno y dos de hidrógeno, y tan complejas como el ADN. Es importante explicar

que a medida que el universo se enfría debido a la expansión, los protones y los neutrones

encuentran maneras de acomodarse que les resultan más ventajosas desde el punto de vista

energético. Así por ejemplo, cuando la temperatura del universo baja a medida que se expande,

algunos neutrones se ligan con protones y forman un núcleo de deuterio. Igual sucede con la

formación de los primeros núcleos de helio: dos protones y dos neutrones encuentran que es más

ventajoso unirse en un núcleo que andar libres. Las fuerzas nucleares y electromagnéticas

tienden a formar agrupaciones de átomos que antes no se podían dar debido a las altas



205

temperaturas del medio. No obstante, a medida que el universo se enfría se pueden formar los

núcleos de helio y deuterio. No es difícil entender que un núcleo de helio es más complejo que

sus componentes —un par de neutrones y protones—sueltos y flotando a la loca. El siguiente

paso en la evolución del universo sería la formación de núcleos más complejos —como Carla—

en el centro de las estrellas. De esta forma podemos paso a paso ir reconstruyendo la formación

del universo hasta llegar a las montañas y océanos en la Tierra.

SIMPLICIO: Si he logrado entender algo, los físicos de partículas tienen unos juguetes costosos,

que llaman aceleradores, con los que pueden producir energía pura y prístina que controlan para

crear nuevas partículas cada vez más exóticas, como las que existieron en el universo primigenio

y luego con detectores monstruosamente grandes observan los productos de esas reacciones. La

confianza que les da este “juego” sobre la validez de sus teorías estriba en que esas

observaciones coinciden con las predicciones de la teoría. Por eso se sienten seguros de poderla

aplicar al universo en su totalidad cuando este reunía características comparables a las de los

laboratorios en Tierra.

SALVIATI: ¡Excelente! Yo no lo habría podido resumir tan bien. Debemos anotar que además

de las pruebas experimentales realizadas en los laboratorios de física de partículas, existen las

pruebas astronómicas. Aquellas consisten en que en todos los rincones del universo alcanzados

por los astrónomos con sus espectroscopios se ha observado la presencia de hidrógeno y de helio.

Los resultados de las mediciones de la abundancia relativa de los elementos en el universo (75%

es hidrógeno y 25% helio) también son compatibles con la predicción de la física nuclear

aplicada al big bang.

SIMPLICIO: Sí, pero yo leí en la Internet que la teoría del big bang no era válida porque no

existen estrellas hechas solo de hidrógeno y de helio, lo cual se esperaría ya que la materia prima

disponible para formar las primeras estrellas era la famosa mezcla primordial de hidrógeno y

helio.

SAGREDO: Simplicio, ¿Usted sí verificó bien la fuente de esa información? El tema de la

cosmología genera mucha agitación, no solo entre los académicos sino también entre magos,



206

chamanes, curanderos cuánticos, meditadores trascendentales, ufólogos y vendedores de biblias

— hay que saber filtrar.

SALVIATI: Es cierto que las primeras estrellas debieron estar formadas por la materia prima

disponible en el momento y también es cierto que los astrónomos no han logrado ver estrellas de

la primera generación. Las primeras estrellas aparecieron 100 millones de años después del

tiempo cero. Esas estrellas no se han observado directamente debido a las dificultades obvias

inherentes a tratar de hacer mediciones del espectro de estrellas que están localizadas a distancias

tan remotas. Una de las dificultades estriba en la enormidad de esas estrellas cuya masa era 100 a

1000 veces mayor que la del Sol, y por lo tanto de vida muy corta (las estrellas de mayor masa

consumen su combustible nuclear más rápido). Al cabo de apenas unos millones de años esas

estrellas desaparecieron y dejaron sus átomos dispersos en el medio, es decir, las primeras

estrellas no permanecieron un tiempo suficiente para poder alcanzarlas con los telescopios más

potentes disponibles en la actualidad. Cuando la tecnología haya avanzado al punto de poder

obtener espectros de estrellas a distancias de 13 000 millones de años luz o más, entonces sí

debería ser posible observarlas. Sin embargo, que en la actualidad no exista la tecnología

necesaria para hacer ese tipo de observaciones no le quita validez a la teoría. La teoría general de

la relatividad de Einstein, por ejemplo, hizo predicciones que solo se han podido comprobar en

fechas muy recientes y aun así la teoría fue aceptada por la comunidad científica solo con base

en las primeras pruebas74

. Existen otras predicciones del big bang que no se han observado

debido a la carencia de tecnologías adecuadas para penetrar las profundas distancias. Una

predicción del big bang que está al borde de ser alcanzada por los avances en radioastronomía es

la emisión del hidrógeno primordial que llenaba el espacio antes de la formación de estrellas. La

idea es que una vez desprendida la radiación cósmica de fondo el universo pasó por una etapa

oscura. Antes de la aparición de las primeras estrellas no existían objetos astronómicos que

brillaran en el cielo. Los átomos de hidrógeno y de helio a partir de los cuales se formaron las

primeras estrellas flotaban en el espacio oscuro que se enfriaba progresivamente. De igual

manera, como se observa en los laboratorios, se espera que esos átomos de hidrógeno emitan

radiación electromagnética cuando la configuración interna del hidrógeno cambia a un estado de

menor energía75

. La luz emitida en ese proceso tiene una frecuencia de 1 420 mega-hercios, pero

con la expansión del espacio hoy esa radiación se manifestaría como un fondo de ondas de radio



207

de frecuencias entre 60 y 200 mega-hercios, justo en el rango de las frecuencias que se usan para

transmisiones radiales en FM. En principio uno pensaría que esa radiación se podría detectar con

facilidad; al fin y al cabo cualquier radio FM puede sintonizarse para captar esa radiación con la

misma facilidad con que lo hacemos para escuchar un partido de fútbol, pero en realidad no es

tan fácil. El problema es que esa señal es extremadamente débil y al mismo tiempo en nuestra

vecindad inmediata existen otras fuentes naturales de ondas de radio que transmiten con una

intensidad 10 000 veces mayor en esa banda del espectro. Sería como tratar de escuchar el

zumbido de un zancudo en una discoteca. Otras predicciones del big bang fueron comprobadas

después de que la comunidad científica aceptara la teoría, por ejemplo la predicción de la

existencia de variaciones sutiles en la temperatura de la radiación de fondo que fueron

observadas por el COBE.

SIMPLICIO: Esas son mediciones muy complejas. Según tengo entendido, el satélite COBE fue

diseñado, ensamblado y puesto en marcha por un equipo que incluyó un total de 1000 personas

entre técnicos, ingenieros, científicos y administradores que trabajaron por más de diez años76

.

Las antenas de microondas que supuestamente detectaron las variaciones en la temperatura eran

tan ruidosas que fue necesario esperar un año de toma de datos para que la señal de origen

cosmológico se asomara por encima del ruido. Cuando esos datos llegaron a la estación en

Tierra, fue necesario manipularlos con programas de computador que filtraban una buena

cantidad de las interferencias, entre ellas la emisión de radio de nuestra galaxia, la de la Luna, la

de Júpiter y la de la misma Tierra. Al cabo de un año de realizar análisis estadísticos, los

científicos del COBE salieron a decir que habían detectado la señal del big bang, pero resulta

que detectar esa señal no se parece a mirar una foto de la luna; más bien es como mirar “la

lluvia” en un televisor que no está sintonizado a un canal que transmite programación normal. Es

decir, lo que reportaron los del COBE fue algo así como: “…vean señores, aquí está el ruido que

detectaron nuestros instrumentos y, de acuerdo con nuestro análisis estadístico —que consumió

dos años de computador— parte de ese ruido es de origen cosmológico”. Y yo me pregunto

cómo pueden estar seguros de que ese ruido esté relacionado con el universo y no más bien con

algún efecto instrumental.



208

SAGREDO: Yo añadiría al excelente comentario de Simplicio que el ejemplo de COBE pone en

vitrina el hecho de los experimentos complejos siempre estarán en riesgo de ser influenciados

por la teoría. Si me lo permiten, ilustraré mi idea con el juego de las nubes. Digamos que hay un

místico inquieto que está convencido hasta los tuétanos de que existen seres extraterrestres que

escriben mensajes en las nubes. Para demostrar su teoría pasa las horas del día tomándoles fotos

a las nubes y las horas de la noche procesándolas con Photoshop hasta que los mensajes

extraterrestres se hagan evidentes. La cuestión es así: uno puede contar con que tarde o temprano

cualquier persona firmemente convencida de la extraña idea de que las nubes encierran mensajes

encontrará patrones que asemejan los esperados mensajes. ¿Será posible que algo similar ocurra

en los experimentos científicos que requieren una excesiva manipulación de los datos? Me

refiero a que tal vez el análisis de datos de un experimento diseñado para demostrar la existencia

de un efecto específico puede correr el riesgo de favorecer los resultados buscados por la teoría.

SALVIATI: ¡Claro que sí es posible! Por eso es que antes de aceptar los resultados se espera que

otros investigadores confirmen de modo independiente las observaciones, posiblemente mediante

el uso de tecnologías más avanzadas. Además, los datos del COBE y los programas de

computador que utilizan los investigadores son públicos77

, están disponibles en la Internet y

cualquier investigador puede reanalizarlos. Veo que hay algo de confusión sobre los hallazgos

del COBE. Primero, el COBE realizó tres experimentos separados: uno para medir la forma del

espectro de la radiación de fondo, otro para observar radiación difusa en el infrarrojo, y el tercero

para medir las pequeñas desviaciones en la temperatura de la radiación de fondo. Es este último

del cual estamos hablando. El instrumento —llamado radiómetro diferencial de microondas—

consistía de pares de antenas de microondas con forma de corneta y colocados de tal forma que

las cornetas apuntaban en dos direcciones y formaban una “V”. La diferencia de temperatura

entre las dos direcciones se obtiene comparando la intensidad de la señal proveniente de las

antenas. Es cierto que los instrumentos generan ruido debido al movimiento aleatorio de los

electrones en los circuitos, pero ese ruido es muy diferente a la señal producida por la radiación

cósmica de fondo. Mientras que la radiación de fondo brilla como un objeto con unas regiones

más brillantes que otras (esas variaciones en el brillo representan variaciones en la temperatura)

el ruido electrónico se presenta al azar y se puede reducir combinando múltiples observaciones

de la misma región del cielo. Entonces, a diferencia de lo que afirma incorrectamente Simplicio,



209

observar la radiación de fondo sí es como observar la luna, aunque las variaciones de brillo de la

radiación de fondo son diminutas comparadas con la intensidad del ruido instrumental. Sucede lo

mismo cuando queremos tomarle una foto a un objeto en la oscuridad con una de esas cámaras

digitales modernas. Este es un experimento que se puede hacer en casa: de noche apagamos

todas las luces del cuarto excepto la de una linterna de bajo poder que ilumina una de las paredes

del cuarto. La idea es que la única fuente de luz disponible para la foto sea la tenue luz reflejada

por la pared. En esas condiciones tomamos la foto de una mesa en el cuarto asegurándonos de

que la cámara no vea directamente la pared iluminada por la linterna. Luego descargamos la

imagen en el computador y analizamos el resultado. Vemos que la foto es muy oscura y que la

mesa aparece como una mancha difusa y difícilmente discernible. Por medio de alguno de los

programas especiales para procesar fotografías digitales —programas ampliamente disponibles

hoy en día— se puede ampliar la imagen hasta ver los pixeles individuales y en las partes

oscuras de la foto podemos apreciar la presencia de ruido: los pixeles registran un nivel bajo de

luz pero entre pixel y pixel hay pequeñas variaciones aleatorias en el nivel de luz. Para obtener

mejores resultados en condiciones de baja luminosidad, un fotógrafo profesional tomaría la foto

de la mesa colocando la cámara sobre un trípode y configurándola para extender el tiempo de

exposición. Lo que ocurre ahora cuando la cámara observa la mesa por un período extendido de

tiempo es que los pixeles donde aparece la mesa acumulan más luz y por lo tanto crece el

contraste relativo al ruido electrónico en las partes oscuras de la foto. Como ya las cámaras

fotográficas nos resultan familiares, este experimento parece trivial pero, si bien lo piensan,

estamos hablando de un experimento bastante complicado: la superficie sensible de la cámara es

una placa semiconductora, preparada con impurezas de boro, donde se han tallado millones de

diminutos cajoncitos para almacenar cargas eléctricas. Los elementos almacenadores de carga,

colocados en una formación de filas y columnas, son los pixeles de la foto. Cuando un fotón de

luz (un paquete de luz) le pega a un pixel, el efecto fotoeléctrico convierte el fotón en uno o

varios electrones que quedan almacenados en el pixel. La cantidad de carga almacenada en cada

pixel es directamente proporcional a la cantidad de luz disponible donde está el pixel; por lo

tanto, la cantidad de carga eléctrica almacenada en los pixeles es una representación análoga de

la imagen. El contenido de carga en las cajitas se lee con un método que desplaza las cargas fila

por fila hasta llegar a un circuito que convierte esa información en una señal digital.



210

SIMPLICIO: Y ¿qué tiene que ver eso con COBE?

SALVIATI: Estaba tratando de aclarar que la señal obtenida por el COBE no es solo ruido

electrónico. La detección y el procesamiento de las señales en una cámara digital no son, en su

complejidad, muy distintos al procesamiento que los instrumentos a bordo del COBE hacen de

las señales. El ejemplo de la cámara digital también nos muestra que la complejidad del

instrumento y del procesamiento de la señal no invalida la observación. Volviendo a la mesa mal

iluminada, supongamos que a un investigador que desconoce el contenido del cuarto se le

presenta la primera foto donde la mesa es difícilmente reconocible. Nuestro investigador —

después de un análisis cuidadoso y complejo— reporta a sus colegas también ignorantes sobre el

contenido del cuarto que la foto representa la imagen de una mesa. Es probable que no todos los

investigadores acepten el análisis. Sin embargo, sabemos que existe la posibilidad de comprobar

el descubrimiento de la mesa, ya sea mediante el uso de cámaras más sensibles o métodos de

fotografía más apropiados para las condiciones presentes. Llegará un momento en el que la foto

revele de manera definitiva e incontrovertible la presencia de una mesa. Así sucedió con la

observación de las variaciones en la temperatura de la radiación de fondo de acuerdo con la

dirección de observación: a partir de COBE varios experimentos realizados en observatorios en

picos de montañas, en la Antártida, en globos y en el espacio presentaron una imagen cada vez

más clara de las variaciones en temperatura de la radiación cósmica de fondo. Más adelante con

el experimento WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe o sonda Wilkinson de

anisotropías en el microondas) también de la NASA (la sonda fue lanzada al espacio en el año

2001) se estudiaron las fluctuaciones en la radiación de fondo producidas por ondas acústicas en

la sopa de partículas y radiación que era el universo primigenio. La tecnología del WMAP era

similar a la del COBE pero de mayor sensibilidad y capaz de medir la polarización de las ondas.

SAGREDO: Tengo entendido que un pequeño equipo de investigadores se le adelantó a los del

WMAP y publicó resultados de la detección de la señal de ondas acústicas en la radiación de

fondo recabados mediante el uso equipos que costaron una pequeña fracción de lo que costó

WMAP.



211

SALVIATI: Correcto. Se utilizaron sensores elevados a bordo de un globo atmosférico. Esos

investigadores fueron los primeros en medir las fluctuaciones en la temperatura de la radiación

de fondo producidas por ondas acústicas en el universo cuando la radiación y la materia

compartían un ambiente de equilibrio. El experimento, llamado Boomerang, fue liderado por

Paolo de Bernardis, de la Universidad de Roma, y consistió en montar un telescopio dotado con

detectores de microondas muy sensibles en un globo que voló durante 10 días 37 kilómetros por

encima de Antártida. La idea es que como el vapor de agua en la atmósfera absorbe la radiación

en microondas, asomarse por encima de las capas más densas de la atmósfera permite recibir la

señal del cosmos con mayor claridad. Los resultados del experimento fueron consignados en un

artículo que salió publicado en abril del año 2000 y en el cual se reportó la detección de la señal

buscada. A partir de las características de esa señal se pudo deducir que el espacio de nuestro

universo es plano, es decir, no exhibe curvatura, lo cual era una posibilidad contemplada en la

teoría general de la relatividad. Al mismo tiempo otros dos experimentos confirmaron los

hallazgos del Boomerang. El proyecto Maxima, liderado por el profesor Paul Richards de la

Universidad de California en Berkeley, y el proyecto Microwave Anisotropy Telescope de Mark

Devlin, de la Universidad de Pensilvania, con un telescopio instalado en Chile también

detectaron las anisotropías en la radiación cósmica de fondo. Ofrezco ejemplos concretos de

resultados experimentales para mostrar que efectivamente sí existe un sustento empírico sólido

del big bang y que el carácter independiente, competitivo y tecnológicamente diverso de estos

experimentos refuerza la aceptación de la comunidad científica de la teoría del big bang. Los

sensores a bordo del WMAP consisten de antenas microondas en pares como las del COBE pero

con una tecnología más avanzada de amplificadores que producen bajo ruido. Estos

instrumentos, llamados radiómetros, son básicamente receptores de microondas sintonizados

como un radio a determinadas frecuencias. Las tecnologías usadas por los otros dos

experimentos mencionados son muy diferentes. Maxima usa detectores llamados bolómetros que

recolectan la energía de la radiación de fondo en una placa muy sensible que aumenta su

temperatura con la energía recibida de la radiación de fondo. Este efecto es el mismo que opera

cuando exponemos la palma de la mano a los rayos del sol y sentimos calor. Otra tecnología

radicalmente diferente de medición de la radiación de fondo se basa en el uso de interferómetros

que combinan la señal de varias antenas y así pueden medir la cantidad de energía de la señal

para cada frecuencia. Para el año 2002, 45 experimentos independientes con tecnologías



212

diferentes habían observado distintas regiones del cielo con una diversa gama de resoluciones

angulares y habían reportado mediciones de la radiación cósmica de fondo78

. Con estos

instrumentos montados en globos atmosféricos y en satélites en el espacio, mediante

observatorios construidos en picos montañosos de Chile, las islas Canarias, la Antártida y el

desierto de White Mountain (California) se ha podido confirmar la presencia de las anisotropías

en la radiación cósmica de fondo y se han medido sus características con gran precisión. El

maravilloso trabajo de 45 años en los que los físicos experimentales han generado evidencia

abrumadora a favor del big bang explica la razón por la cual los investigadores tienen confianza

en ese modelo del universo.

SAGREDO: Me parece que usted nos lanzó como muy alegremente la frase “… el espacio de

nuestro universo es plano” y eso no es tan sencillito. Pienso que nos debe una explicación.

SALVIATI: La forma de la trayectoria que sigue un rayo de luz depende de la geometría del

espacio: mientras que en un espacio curvo los rayos de luz se propagan en trayectorias curvas, en

un espacio plano los rayos de luz se propagan en líneas perfectamente rectas. Piensen en unas

creaturas planas, perfectamente planas, como una hoja de papel, que solo conocen dos

dimensiones: la dimensión norte-sur y la dimensión oriente-occidente. Sería una locura hablarles

a esos seres aplanados de una tercera dimensión arriba-abajo, no la pueden ni entender ni

experimentar. Existen dos familias, los planiboludos que viven sobre la superficie de un balón de

futbol y los planitabludos que viven sobre la superficie de un tablero plano y liso. Dibujemos una

línea perfectamente recta sobre el tablero, para los planitabludos esa línea es perfectamente recta.

Ahora bien dibujemos una línea lo más derecha posible sobre la superficie del balón. Para los

planiboludos esa línea es perfectamente recta, sin embargo nosotros, seres que vivimos y

experimentamos tres dimensiones, estamos viendo desde fuera al balón de futbol y sabemos que

la línea sobre el balón es una línea curva, porque la superficie del balón es curva. ¿Cómo hacen

los planiboludos y los planitabludos para saber si el espacio en el que viven es curvo o plano?

Existe una receta muy sencilla que los seres planos pueden seguir para hallar la respuesta: dibuje

un triángulo, mida los ángulos internos del triángulo, sume los tres ángulos internos. Si la suma

es igual a 180 grados entonces viven en un espacio plano, si es mayor a 180 grados entonces

viven en un espacio curvo. Y lo que acabo de decir se puede comprobar en casa: dibuje un



213

triángulo sobre un balón de fútbol y sobre un tablero — se dará cuenta de la veracidad de este

simple hecho de la geometría. Pues bien, esa es justamente la medición realizada por los

experimentos que miden las anisotropías de la radiación cósmica de fondo. Aquí se están

midiendo las propiedades de un triángulo en nuestro universo formado por el observador aquí

sentado en la Tierra y por la base del triángulo hecha por las regiones calientes y frías del

universo remoto. Si hacemos un mapa de la temperatura de la radiación de fondo y usamos

colores para representar las variaciones de la temperatura, lo que resulta es un patrón aleatorio de

regiones calientes y frías. Esas regiones se ven en el mapa como parches irregulares o

“manchas”. El tamaño de esas manchas es una medida de la base del triángulo y las mediciones

revelan que el tamaño de las manchas en promedio es consistente con una geometría plana.

Quiero que guarden en memoria el siguiente hecho al cual tendremos que dedicar una buena

conversación más adelante porque es de suma importancia para entender lo que está ocurriendo

hoy en día en cosmología: la planitud de la geometría y las propiedades observadas en las

manchas de los mapas de la radiación de fondo fueron predichas por una teoría que explica el

origen del big bang: la teoría inflacionaria que de manera simultánea pero independiente

desarrollaron el ruso Alexei Starobinsky y el estadounidense Alan Guth.

SAGREDO: Dejando de lado la posibilidad de que los efectos de los instrumentos contaminen

los datos, ¿cómo sabemos que las variaciones observadas en la radiación de fondo no están

alteradas por los procesos físicos que ocurren a mitad de camino durante la propagación de la

radiación?

SALVIATI: El famoso astrofísico ruso Yacov Zeldovich trabajó con Rashid Sunyaev, quien

había sido uno de sus estudiantes, en el siguiente problema: ¿qué le pasa a la radiación de fondo

cuando en camino hacia nosotros se choca con el gas caliente que se encuentra en los cúmulos de

galaxias? Es un problema bien definido que cualquier estudiante de doctorado anhelaría tener.

Además, Sunayev no podría haber corrido con mejor suerte que la de estar trabajando al lado de

un experto tan hábil y sabio como el legendario Zeldovich. Este personaje fue para la astrofísica

rusa lo que Vaslav Nijinsky fue para el ballet ruso: tocó todos los temas de la astrofísica y en

todos ellos dejó su huella. De esta colaboración salieron en 1969 y 1972 los dos artículos ya

famosos donde quedó consignado el desarrollo teórico que explica lo que ocurre con la radiación



214

de fondo cuando pasa por dentro de cúmulos galácticos. Voy a explicar este efecto con una

caricatura mental: estamos sentados en un teatro muy profundo y allí miramos las luces

proyectadas en el telón, al frente. En el fondo del teatro está el técnico de luces quien, con un

gigantesco proyector, manda un chorro constante de luz roja hacia el telón. El telón queda

iluminado de manera uniforme y cada centímetro cuadrado recibe la misma cantidad de luz que

las regiones vecinas. De repente ese fondo liso de luz roja comienza a perder su uniformidad y

vemos aparecer unas pequeñas manchas oscuras, como círculos negros de borde difuso. ¿Qué

está ocurriendo?, nos preguntamos. Al mirar hacia la parte de atrás del teatro encontramos lo que

está produciendo las manchas. Resulta que ingresaron al teatro unos personajes que portan gas

intergaláctico (les advertí que este sería un experimento mental) y que de alguna manera se

idearon cómo mantenerlo confinado en la palma de la mano, sin tener que meterlo en un

recipiente. El gas intergaláctico es la materia que se encuentra entre las galaxias que conforman

un cúmulo galáctico y está hecho de electrones libres y núcleos de varios elementos químicos

que se mueven a muy alta velocidad y provocan muchos choques entre ellas mismas. Entonces lo

que ocurre es lo siguiente: cuando la luz que sale del proyector penetra una de esas bolitas de gas

intergaláctico, los electrones allí dentro chocan con la luz y en el proceso les transmiten energía a

los fotones de luz. ¿Qué hace la luz con la energía ganada en la colisión? Dos cosas: uno, su ruta

hacia el telón cambia de dirección, y dos, cambia de color hacia uno de mayor energía como el

azul, el violeta o incluso ultravioleta que no podemos observar. Supongamos que la energía

ganada por la luz que sufre esos choques es lo suficientemente alta como para convertir la luz

roja en luz ultravioleta. Pues bien, con esto queda terminado el experimento mental y ya

podemos explicar las manchas oscuras observadas en el telón: las bolas de gas intergaláctico que

se interponen entre el foco de luz y el telón dispersan la luz y la convierten a un color que no

podemos ver, de tal manera que parte de la luz que pasa por las bolas no va a llegar al telón y no

la podemos ver — y así se originan las manchas oscuras. Ahora aterricemos y hagamos la

conexión con lo que está ocurriendo allá en el espacio profundo. La luz al fondo del teatro es la

radiación cósmica de fondo, las bolitas de gas intergaláctico son eso mismo, materia caliente que

se encuentra dentro de un cúmulo de galaxias y las manchitas oscuras sobre el telón serían

regiones en la radiación de fondo que exhiben menor brillo a bajas frecuencias. Este efecto,

naturalmente llamado “efecto Sunyaev-Zeldovich” (abreviado “efecto SZ”), es un ejemplo de un

proceso físico que altera la señal observada en experimentos de radiación de fondo. La manera



215

como estas alteraciones afectan la radiación de fondo es predecible y se puede tener en cuenta

durante el análisis de datos. De hecho, el investigador inglés Mark Birkinshaw observó en 1984

por primera vez el efecto (aunque minúsculo), a través del radio telescopio de 40 metros del

Observatorio de Owens Valley, en California. John Carlstrom, de la Universidad de Chicago, ha

liderado un experimento más reciente en el cual, a partir del 2007, desde la Antártida, se ha

medido el efecto SZ con los mismos instrumentos del Telescopio del Polo Sur con los cuales se

han realizado observaciones precisas del efecto en varios cúmulos galácticos. Igualmente, los

datos del WMAP muestran que en dirección hacia los cúmulos de galaxias la temperatura de la

radiación de fondo sufre una disminución —consistente con lo que se esperaba— cercana a las

15 millonésimas de grados kelvin. El trabajo de Sunyaev es una maravilla porque demuestra de

una manera muy nítida la consistencia de la teoría del big bang. Las mediciones del efecto SZ se

han usado para obtener independientemente la distancia a los cúmulos galácticos — y en

combinación con mediciones de los desplazamientos rojos de esas galaxias se pudo verificar la

ley de expansión del espacio encontrada por Hubble. La rapidez de expansión obtenida de esta

forma resultó ser igual a la que se conocía con los métodos usados por Hubble. Volviendo a su

pregunta, concluimos que sí existen fenómenos físicos que intervienen durante la propagación de

la radiación de fondo. Sin embargo, las conclusiones de los experimentos no se ven afectadas si

estos posibles efectos se tienen en cuenta en el análisis de datos.

Galileo encontró el mismo reto en relación con sus observaciones telescópicas de manchas

solares y defectos en la luna. Quienes no querían aceptar el derrumbe del modelo reinante del

universo, según el cual los objetos astronómicos son necesariamente inmaculados, pusieron en

duda las observaciones de Galileo y adujeron razonamientos que afirman que las manchas

solares son producidas por efectos atmosféricos o instrumentales. La misma pregunta se aplica

en principio a cualquier experimento de laboratorio donde no hay contacto físico entre el sensor

y el objeto que se mide. Hablemos de un horno de altísima temperatura, por ejemplo, de los que

se usan para fundir metales. Digamos que se desea medir la temperatura del horno. Queda claro

que no podemos entrar en contacto directo con el metal fundido ya que un termómetro no

aguantaría las altas temperaturas. Para lograr nuestro objetivo usamos métodos indirectos, por

ejemplo observar el color de la luz emitida por el metal caliente. Sabemos que el color de un

cuerpo caliente cambia a medida que su temperatura aumenta. A temperaturas elevadas



216

comienza a brillar con un tono rojizo, luego azul y, para las temperaturas más altas, hacia el

violeta. Es así como la temperatura de una estrella se puede inferir por su color. De igual forma

se deduce la temperatura de la radiación de fondo.

SAGREDO: Del resultado de esta medición lo único que podemos afirmar con certeza es que el

color del metal caliente es rojo o amarillo. Para afirmar que “la temperatura del metal es 3 000

grados centígrados” tenemos que apoyarnos en una teoría que conecta el color del metal con la

temperatura. Por ejemplo la teoría de radiación que desarrolló Max Plank a comienzos del Siglo

XX. La problemática es la siguiente: si el día de mañana la teoría de la radiación de Plank queda

suplantada por otra teoría más avanzada, la relación entre color y temperatura puede cambiar. La

lección es que las mediciones indirectas necesitan de una teoría para poder ser interpretadas. En

otras palabras, los que consideramos “hechos” empíricos están sujetos a cambio.

SALVIATI: Gracias Sagredo por iluminar nuestra conversación con encumbrados conceptos

epistemológicos. El problema con estos no es que sean erróneos sino que se emiten con la fuerza

de afirmaciones categóricas, lo cual apuntaría a que nosotros los científicos traficamos en

frivolidades. Cuando ustedes los sociólogos hablan de teorías, las meten todas en el mismo costal

como si especular sobre la existencia de once dimensiones fuese igual que hablar del modelo

ovoide de la Tierra. No es difícil apreciar que una teoría que ha sobrevivido 100 años de pruebas

de laboratorio y que empalma coherentemente con otras teorías es más confiable que una

especulación carente de contacto con el laboratorio. Sin embargo, las pomposas proclamaciones

de los sociólogos no dejan claro que unas teorías son más confiables que otras. Además,

volviendo al ejemplo de la medición de altas temperaturas, constituye un adefesio generalizar y

decir que los resultados experimentales están sujetos a caducidad por causa de

perfeccionamientos en la teoría. Las mediciones de temperatura a partir del color han sido

corroboradas usando otros métodos independientes. Además, un cambio en la teoría subyacente

no necesariamente invalida las mediciones realizadas con anterioridad. Por ejemplo, las

mediciones de masa en los laboratorios de química siguen empleando los métodos desarrollados

hace cientos de años a pesar de que el concepto clásico de masa ha sido remplazado por el de la

relatividad de Einstein. Los puentes construidos con la ayuda de cálculos que se basan en la

mecánica de Newton no comenzaron a caerse cuando Einstein introdujo la mecánica relativista.



217

La teoría de Einstein subsumió la mecánica clásica pero no la suplantó. Quiere decir que los

cálculos de la teoría relativista tienden a coincidir con los de Newton en condiciones de bajas

velocidades. Más profundo aun es el significado filosófico, si me lo permiten: el avance de la

teoría de Newton a Einstein fue progresivo; Einstein extendió la teoría a situaciones de altas

velocidades pero aun así la mecánica de Newton sigue siendo válida para regímenes de bajas

velocidades.

Un episodio interesante en la historia de la ciencia que incide en la problemática en torno a

interpretar las observaciones y los datos experimentales fue el golpe asestado por el filósofo

inglés Thomas Hobbes a la naciente práctica de la experimentación científica79

. Para Hobbes,

más conocido por su teoría política que por su crítica a la ciencia, la práctica experimental no es

confiable porque está sujeta a numerosas manipulaciones que la hacen vulnerable a influencias

de orden social. Cuando Galileo moría —el 8 de enero de 1642— bajo arresto domiciliario en su

residencia de Arcetri en las cercanías de Florencia el filósofo, físico y químico irlandés Robert

Boyle se encontraba por esos días en Florencia justamente estudiando los trabajos de Galileo. No

estoy seguro si el joven Boyle, que apenas tenía 15 años cuando pasó por Florencia, tuvo la

fortuna de conocer personalmente al gran maestro, pero la historia sí deja clara la gran influencia

que el maestro ejerció en Boyle, en particular en su aprecio por la experimentación. Guiado por

esa influencia, Boyle regresó a Inglaterra y se convirtió en uno de los más salientes promotores

de la ciencia experimental y se acercó a una posición filosófica diametralmente opuesta a la de

Hobbes, su acerbo rival. Para Boyle la única manera fiable de interrogar a la naturaleza es a

través de la experimentación. Con la ayuda de su amigo Robert Hooke, Boyle construyó una

bomba para extraer el aire de un recipiente y así demostró que el vacío existe y de paso también

mostró que el aire es necesario para la combustión, la transmisión del sonido, y la vida. Con este

aparato realizó los experimentos que condujeron a la celebrada Ley de Boyle que describe la

relación entre el volumen y la presión de un gas. La bomba de vacío de Boyle era un cacharro

tan complicado y costoso que pocos se aventuraron a reproducir sus experimentos — y quienes

lo hacían encontraban resultados diferentes. Para sustentar los resultados experimentales Boyle

se vio obligado a abrir su taller al público y a invitar testigos que pudieran dar declaraciones de

apoyo sobre los resultados que presentaría más tarde en sus publicaciones. Las complicaciones

que rodearon los experimentos de Boyle no hacían más que alimentar las críticas de Hobbes



218

contra el método experimental. Según Hobbes, los experimentos científicos son complicados,

requieren equipos de difícil comprensión y se comportan bien solo bajo el manejo de artesanos

debidamente entrenados. Los resultados experimentales producidos por esas máquinas

laberínticas —según Hobbes— no son observaciones directas de la naturaleza. Por el contrario,

para su entendimiento se requiere cierta cantidad de supuestos y de manipulación de datos, de tal

forma que al final la aceptación de los resultados experimentales depende del buen manejo del

arte de la persuasión por parte del experimentador ante sus colegas científicos.

Con el trabajo de Galileo y Boyle la historia quedó preñada con la idea de que la ciencia

presentaba una solución legítima a los complejos problemas sociales que afligían el convivir

humano. Por esa época la vida sucumbía lentamente a manos del caos corrosivo provocado por

conflictos civiles, insurrecciones, guerras religiosas y plagas. La guerra de los 30 años se

propagaba por el continente europeo como pólvora, encendida y alimentada por el fervor

religioso de católicos y protestantes dedicados al tiquismiquis teológico. Este conflicto generó

destrucción inimaginable y cobró la vida de un tercio de la población, la mayoría campesinos y

ciudadanos que no formaban parte de ejércitos. La monarquía y las instituciones religiosas

perdieron la autoridad para instaurar el orden y más bien eran vistas como parte del problema, no

de la solución. Boyle apareció en medio de un ambiente hostil a las instituciones del pasado —

un caballero de estirpe noble, con un concepto novedoso que proponía un método transparente

para ganar conocimientos confiables. El método experimental usado por Boyle encontró suelo

fértil en medio de la confusión reinante y ganó aceptación inmediata, en gran medida por la

admiración y respeto que Boyle logró despertar. Boyle se presentaba como un humilde

observador de la naturaleza, un ciudadano honesto y profundamente respetuoso de los

conocimientos establecidos con base empírica. Boyle no trabajaba para un jefe que persiguiera

intereses preestablecidos ni era mercenario de nadie. Él financió los experimentos con sus

propios fondos, un factor importante que, sumado a su prestigio, virtud y honestidad lo hacen

creíble y altamente fiable. Boyle proyectaba un aura de autoridad comparable con la que en

otrora fuera patrimonio exclusivo de los altos sacerdotes. Él encarnaba la imagen romántica del

científico como ser desinteresado, amante de la verdad, motivado en su búsqueda solo por

vocación y altruismo, convencido de que la razón y la interacción directa y sistemática con la

naturaleza ofrecen una alternativa más apropiada para resolver los problemas sociales. En la



219

sociedad contemporánea esa imagen angelical del científico es decididamente objetada y para

algunos sociólogos y filósofos es motivo de desdén. Sin embargo, sea como sea, de Galileo y de

Boyle en adelante la ciencia y el científico forman parte sustancial del tejido de nuestra sociedad.

Hobbes insistía en que el método experimental no era fiable, pero su posición filosófica lo

acercaba más al escolasticismo — en rápido descenso. Hasta qué punto las ciencias empíricas

son válidas como generadoras de conocimiento fiable es un debate espinoso que continúa hasta

el día de hoy; y tomar una posición de uno u otro lado nos enemista de inmediato con el

contrario. En todo caso, sin menospreciar la importancia de reconocer que los resultados

experimentales están sujetos a interpretación, las mediciones que se hacen en los laboratorios o

las observaciones astronómicas no son el producto de un proceso arbitrario y frívolo. Mi punto

de vista, que estoy seguro es injurioso para algunos de mis colegas, es que los resultados

experimentales sí tienen una ventaja en comparación con otras maneras de obtener

conocimientos. Los resultados experimentales son intensamente examinados por otros científicos

—que también compiten por ser los primeros— y son corroborados o enviados al cesto de la

basura. Con el tiempo este proceso les confiere mayor credibilidad y fiabilidad a los resultados

experimentales. Durante 2 300 años —desde los presocráticos hasta las primeras observaciones

extra galácticas— la cosmología fue apenas una sumatoria de conjeturas alejadas de contacto con

el experimento. Solo a partir de las observaciones astronómicas de Hubble en 1924 se pudo

comenzar a hablar de un modelo científico del universo como un todo.

SAGREDO: Interesante, pero no perdamos el hilo de la conversación. Estamos hablando sobre

cómo es posible medir objetos astronómicos que se encuentran a una distancia de millones y

millones de kilómetros. El caso concreto que estamos examinando es la supuesta radiación de

fondo que proviene del universo cuando era una “naranja” y queremos entender cómo saben los

experimentadores que los procesos que pueden ocurrir en el recorrido hacia nosotros de la señal

finalmente detectada por el COBE y el WMAP no la han alterado.

SALVIATI: Pues fue usted quien desvió la conversación cuando interpuso su fastidiosa

hermenéutica. Así como podemos estimar la temperatura de un metal en fundición al observar el

color de la luz que emite, igual podemos estimar la temperatura de una estrella. La luz que



220

proviene de una estrella, o de cualquier otro objeto astronómico en la distancia, trae consigo

información detalladísima sobre lo que ocurre en la estrella. ¿Y qué decir entonces sobre la

posibilidad de que otros procesos afecten la luz en su camino al telescopio? Puede ocurrir, en

efecto, y justamente lo que tanto dificulta y encarece las observaciones astronómicas con

pretensiones cosmológicas es la eliminación de efectos foráneos. Cuando el COBE fue lanzado

al espacio (el 18 de noviembre de 1989) las primeras señales del big bang aparecieron en

pantalla apenas pocas horas después de haberse puesto en órbita80

. Sin embargo, pasaron más de

dos años antes de que se presentaran los resultados de la detección de las esperadas desviaciones

en la uniformidad de la temperatura del fondo de radiación del big bang. ¿Por qué dos años?

Durante ese tiempo el equipo de científicos del COBE se dedicó con denuedo superlativo a

verificar que se eliminaran todas las posibles fuentes de contaminación de los datos. Las

publicaciones donde se presentaron los primeros resultados del COBE entregan el contenido

científico final en unos pocos párrafos, mientras que el análisis de los efectos sistemáticos y las

correcciones requeridas abarca el mayor número de páginas. Como se puede apreciar, la tarea

del experimentador no es nada fácil. En el análisis de los datos se deben explorar de manera

minuciosa todas las posibles fuentes de contaminación y ni siquiera eso, de por sí, es suficiente.

Antes de que un resultado experimental sea aceptado como válido, fuera de toda duda, es

necesario que equipos independientes —por medio de métodos distintos— repitan múltiples

veces el mismo resultado.

SIMPLICIO: Aún no estoy convencido. Lo que usted me sugiere es que tenga fe en los

resultados de un sinnúmero de ecuaciones, complejísimas transformaciones numéricas, modelos

instrumentales y cálculos estadísticos avanzados que un señor Smoot escribió en un artículo. No

pretenderá que yo pueda digerir semejante galimatías. Una cosa es medir el perímetro de esta

mesa; otra muy diferente es afirmar que —con una señal extraída del ruido electrónico que sale

de un sensor y que ¡ha sido manipulada por computadores durante dos años! — estamos

observando el universo como era hace 13 700 millones de años. Usted quiere que yo acepte estos

resultados, es decir que crea en ellos. ¿Acaso no es contradictorio? ¿No dizque en la ciencia no

hay lugar para la fe, que la ciencia se basa en hechos observables y no en creencias?



221

SALVIATI: No. No se trata de creer, se trata de aceptar o no aceptar la evidencia experimental.

Les contaré lo que me pasó cuando dictaba una clase de introducción a la física a los muchachos

de primer semestre en la universidad. Cuando llegamos al tema del big bang y de la posibilidad

de explicar el origen del universo con base en la investigación científica, un estudiante, que por

cierto recuerdo que era muy aplicado y muy serio, se puso de pie en medio de la clase y me

preguntó: Profesor ¿usted cree en todo eso? Yo sabía para dónde iba con su pregunta — tenía mi

“preaviso” porque ya otros estudiantes me habían contado que este alumno invitaba a sus

compañeros a unas charlas místicas en la residencia universitaria donde él vivía. Para ser sincero,

la pregunta me puso en un aprieto porque soy consciente de que el tema del origen del universo

—visto desde la ciencia— puede entrar en conflicto con la cosmovisión de algunas personas. No

quería retar al estudiante en medio de la clase porque pienso que las creencias de cada persona y

las diferencias culturales se deben respetar. Por otra parte, tenía que explicar que ciertos hechos

científicos tienen bases experimentales tan firmes que en su caso el vocablo “creer” pierde

sentido. Cualquiera es libre de creer que la Tierra es plana. Sin embargo, la Tierra es esférica —

ovoide para ser más precisos— y esa es una realidad empírica incontrovertible de modo que

tendría mucho sentido preguntar si uno cree en ese hecho o no. Se acepta o no se acepta. Veo que

Sagredo miró despectivamente cuando pronuncié la frase “realidad empírica”. Estoy hablando de

mediciones de la Tierra. Si determinamos mediante un ejercicio de medición que la estatura de

Juan es de dos metros, pensaría que podemos estar de acuerdo en cuanto a lo que ese ejercicio

significa: cuando se compara la estatura de Juan con un patrón, la cabeza de Juan llega a la

marca de los dos metros. Por ende, preguntarle si cree que Juan mide dos metros no sería una

pregunta pertinente. Se acepta o se rechaza. Y si una determinada persona no lo acepta será casi

con seguridad por un problema de semántica: hasta que no se acuerde la definición de “metro”,

la afirmación “Juan mide dos metros” no será aceptada por todos los interlocutores. En este

sentido podríamos decir que la ciencia es un proceso que convierte las preguntas fundamentales

de la naturaleza en problemas de semántica. Vuelvo a mi historia con el estudiante. Al final

terminé respondiendo así: Mire, yo estoy ofreciendo una exposición honesta del estado de los

avances, tanto experimentales como teóricos, en el campo de la cosmología — y es un hecho que

desde la segunda década del Siglo XX la ciencia ha ganado terreno a toda velocidad en un campo

que tradicionalmente pertenecía a la filosofía y a la teología. El papel que espero desempeñar

ante ustedes no es pedirles que crean en una teoría o en la otra. Les presento las teorías y el



222

sustento experimental que las respalda, así como aquellos aspectos de la teoría que están poco

desarrollados y que aún están sometidos al debate de los mismos investigadores. Aceptar esos

conocimientos o rechazarlos es por entero un asunto personal suyo.

SIMPLICIO: Y ¿qué dijo el estudiante?

SALVIATI: Se quedó callado. No es ningún tonto. Pienso que por medio de la pregunta

pretendía tomarle la temperatura al debate para ver si podía influir sobre este y sembrar dudas.

Al final se dio cuenta de que podía irle mejor si se quedaba calladito.

SIMPLICIO: Hay una gran diferencia entre aceptar que Juan mide dos metros y aceptar los

resultados de mediciones indirectas que un equipo de científicos tuvo que someter a dos años de

análisis para poderlas transformar en resultados publicables.

SALVIATI: Apartándonos de ciertas trivialidades —como “Acá hay cuatro mesas”— que se

pueden aprender por experiencia directa, el 90% de los conocimientos que usamos implícita o

explícitamente en nuestra vida diaria no forman parte de nuestra experiencia directa y los

aceptamos, no por dogma, sino porque proceden de fuentes confiables. Nosotros no

experimentamos la forma ovoide de la Tierra, ni el movimiento de la Tierra en torno al Sol, ni

los rayos cósmicos, ni la fusión nuclear en el centro del Sol, ni el campo magnético de la Tierra,

ni las ondas electromagnéticas. Sin embargo, usted confía en lo que le enseñaron en la escuela o

lo que leyó en los textos de astronomía. Usted confía cuando el médico le receta antibióticos, o

cuando los geólogos advierten que una actividad volcánica es inminente. De no ser por esta

confianza la sociedad no podría funcionar, pero ¡ojo! Existe una diferencia abismal entre confiar

en los conocimientos aprendidos y tener fe. Yo acepto las conclusiones a las cuales se ha llegado

con respecto a las propiedades de la radiación cósmica observada por el COBE y otros — no por

fe ciega sino porque sé que detrás de ese conocimiento está la reputación de cientos de

científicos serios y honestos; porque sé —como ya lo había mencionado— que las publicaciones,

los datos y los métodos son públicos; y sé que los estudiantes de física de mi universidad o de

cualquier centro de investigación en el mundo pueden penetrar ese material y llegar a las mismas

conclusiones, ¡o controvertirlas! Sí; cuestionar los resultados científicos que presentan los



223

colegas es una práctica común entre los investigadores. Las teorías tienden a robustecerse y a

ganar en confiabilidad gracias a la intensa crítica que se origina en la competencia entre los

pares. Pensar que la actitud frente a los resultados científicos debe ser la de creer o no creer en

ellos es tan erróneo como decir que yo tengo que depender de un acto de fe cuando consulto a un

inversionista para algo relacionado con el manejo de mis ahorros. Si quiero decidir cómo invertir

para mi jubilación tengo dos alternativas: una, consultar con un experto confiable gracias a que

goza de reconocimiento en su campo como profesional destacado y responsable; la otra, estudiar

los libros y convertirme yo mismo un experto. Si termino aceptando el concepto del experto no

es porque tuve que dar un salto de fe; eso solo sería cierto si no existiese la posibilidad de acudir

a los libros para hacer un estudio independiente.

SIMPLICIO. Según lo que usted dice, quienes no hemos tenido una educación científica formal

no tenemos acceso directo a los conocimientos más avanzadas sobre el universo.

SALVIATI. ¿Por qué?

SIMPLICIO. Usted dibuja una situación en la cual el cosmólogo —teórico o experimental— se

encuentra en la cima de una montaña y desde esa posición privilegiada observa el horizonte

lejano. Valiéndose de un código de fórmulas y algoritmos que para quienes no hablamos la

lengua son un acertijo indescifrable, el astrónomo les describe a sus colegas las maravillas que

observa en el universo. En otras palabras, nosotros no podemos ascender a la montaña del

astrónomo para experimentar el conocimiento directo.

SALVIATI. Parece que usted alimenta la noción caricaturesca de que la práctica de la ciencia

está reservada para los miembros de un club exclusivo.

SAGREDO. La ciencia es un club exclusivo. Nada más claro para demostrar esa afirmación que

recordar cómo su admirado héroe Robert Boyle y sus amigos fundaron en 1662 la primera

sociedad profesional de científicos — la Sociedad Real para el Avance de la Ciencia Natural.

Que el club tenía un carácter exclusivo quedó plasmado en el hecho de que solo se aceptaban

como miembros personas seleccionados por ellos mismos. Sobra decir que Thomas Hobbes no



224

fue invitado a ser miembro y esa omisión dejó secuelas graves que entorpecieron el diálogo entre

las humanidades, la filosofía y las ciencias. Desde un comienzo, cuando fueron inventadas por

los griegos, la filosofía y la ciencia eran parte del mismo esfuerzo por hallar una aproximación

racional al mundo. No existía una diferencia entre el filósofo y el científico. A los filósofos más

inclinados por el estudio de los fenómenos naturales se les denominó filósofos naturales. Sin

embargo, Boyle y sus amigos quisieron distanciarse de los filósofos y crearon una sociedad

privada, compuesta por miembros selectos que se reunían semanalmente en Londres a realizar

experimentos y discutirlos bajo el estricto acuerdo de no permitir la especulación filosófica. Para

hacer más explícita esa diferencia con los filósofos, los mismos socios del club se idearon el

rótulo de científico.

SALVIATI: ¡No! La ciencia no es un club privado. Esa idea no es más que una distorsión. Una

muestra clara del carácter incluyente de la ciencia es que cualquier estudiante en cualquier parte

del mundo (con Internet o con una buena biblioteca) tiene acceso a los resultados científicos más

recientes y puede participar activamente y contribuir al avance de un campo científico. Por

ejemplo, los proyectos COBE y WMAP de la NASA, que cuestan cientos de millones de dólares

y que involucran cada uno un personal cercano a las 1 000 personas, han puesto en la Internet los

datos crudos para que cualquier persona interesada en analizarlos lo pueda hacer. La base de

datos de artículos en astrofísica (que también es de libre acceso en la Internet81

) consultada

recientemente (2010) muestra 173 artículos donde aparece el término “COBE” en el titulo, y 400

donde aparece “WMAP”. De estos artículos solo aproximadamente el 10% fueron producidos

por miembros del equipo original. Quiere decir que 90% proviene de análisis independientes.

Los datos experimentales y el conocimiento que de estos se deriva no solo se abren y se ponen a

completa disposición de otros investigadores sino también al público en general. Conozco más

de 40 títulos de libros de divulgación científica82

sobre cosmología que han aparecido en los

últimos 20 años. El libro de Stephen Hawking83

, por ejemplo, ha vendido más de 10 millones de

ejemplares. En esos libros, la mayoría de ellos escritos por investigadores reconocidos, se

entregan de manera clara y completa, sin estafar al lector con versiones diluidas, los conceptos y

los avances del conocimiento acerca del cosmos. Sería ridículo proponer que solo un músico

profesional puede entender y gozar una sinfonía de Beethoven. Es obvio que yo no puedo

componer un concierto si no tengo las bases de la teoría y la notación musical, pero mi



225

ignorancia en notación musical no impide que pueda comprender y admirar un concierto. Igual

sucede con la ciencia. Para mí, un científico que no sea capaz de explicarles su trabajo a las

personas que no son especialistas en el tema es simplemente un científico que no entiende lo que

está haciendo. En la universidad ofrecemos un curso abierto a estudiantes de todas las carreras

donde enseñamos la teoría cuántica y la de la relatividad. Seguramente ninguno de estos

estudiantes llegará a ser un científico, pero quien asista a la clase con el deseo de apreciar los

conceptos básicos va a entender la teoría de la relatividad y la teoría cuántica igual que un

estudiante de física. Los estudiantes no van a poder calcular la energía liberada en las reacciones

nucleares en el Sol, pero sí van a entender el concepto de conversión entre masa y energía.

SIMPLICIO. Yo leí el libro de Hawking y no entendí nada.

SALVIATI: ¡Ja, ja, ja! Me esperaba esa salida, Simplicio. Stephen Hawking es uno de los

pioneros en cosmología y en las teorías de agujeros negros, que es una de los temas más

abstractos de la teoría de la relatividad, más aún cuando esta se mezcla con la teoría cuántica,

como él lo hizo. El libro de Hawking, en particular, presenta un mayor nivel de dificultad.

Recuerdo que lo usaba en clase de física y dedicábamos clases enteras a analizar párrafo por

párrafo. Un problema con el libro de Hawking es que cuando expone el big bang no hace una

distinción clara entre lo que está firmemente establecido y aquello que pertenece al ámbito de la

conjetura y que por lo tanto está sujeto a los cambios normales que se dan en una teoría en

crecimiento. La teoría del big bang abarca diversos regímenes físicos según la época de la

evolución del universo a la cual nos referimos. Los procesos físicos que ocurren a partir del

primer segundo después del tiempo cero —cuando comienza la núcleo-síntesis de los primeros

elementos— pisan suelo firme con el apoyo de observaciones de la radiación de fondo, la

expansión del espacio y las abundancias de los elementos ligeros. Sin embargo, lo que ocurrió en

el big bang al tiempo cero y durante las primeras fracciones de segundo es motivo de intensa

actividad entre los teóricos y al día de hoy no existe una alternativa que goce de suficiente apoyo

empírico. A mi parecer Hawking gastó demasiada tinta en la minucia de los modelos que se han

propuesto para explicar las condiciones durante los primeros segundos del big bang.



226

SIMPLICIO: Bueno, tal vez me voy a apartar de los agujeros negros porque estoy pensando en

cacerolazos; así que antes de que lleguen nuestras respectivas señoras, es hora de hacer un

resumen y dar término a la jornada de hoy. La historia de Carla —el átomo de carbono en mi

sangre— nos mostró que somos polvo de estrella y que lo complejo puede surgir de lo simple a

medida que el universo se enfría. Todas las partículas que forman todos los átomos de nuestro

cuerpo y de todo lo que nos rodea tienen una conexión con los primeros instantes del universo.

En esos primeros instantes —a partir de la energía inicial— se formaron las partículas

elementales. Estas existieron —antes de que aparecieran las primeras estrellas— en una sopa de

partículas caliente y densa. Sobre el origen de la energía inicial no podemos decir mucho, más

allá de quejarnos por el precario estado de las teorías de gravedad cuántica y distraernos con las

propuestas de carácter conjetural que presentan las llamadas teorías inflacionarias. Salviati gastó

mucha saliva tratando de convencernos de que las observaciones astronómicas que dan sustento

a la cosmología del big bang son tan sólidas como las prácticas de laboratorio en la universidad.

Su argumento es que la física que explica el origen de los elementos químicos en el big bang y

luego en las estrellas es la física nuclear que conocemos desde 1930 y que nos ha dado

importantes aplicaciones en medicina. Para terminar, se habló de la complejidad de los

experimentos y de la excesiva manipulación de los datos relacionados con la radiación de fondo.

Sin embargo, Salviati nos asegura que al final los resultados son aceptados después de muchas

confirmaciones independientes. También nos dijo que la ciencia opera bajo una transparencia

total de modo que si en el análisis e interpretación de los datos surgen errores, estos sean

imposibles de “esconder” porque tarde o temprano la competencia intensa entre científicos los

pondrá al descubierto. En otras palabras, la garantía de escrutinio estriba en que ¡no hay nada

más placentero para un científico que encontrar errores en el trabajo de su rival y anunciarlo a

bombo y platillo!



227

Cuarta jornada

Los puntos de vista de nuestros personajes están separados por diferencias abismales y por ello

es importante reconocer el gran esfuerzo que han hecho por escuchar y entender las ideas del

otro. Es necesario tener en cuenta que en temas tan fundamentales como la cosmología es

imposible alcanzar un estado de consenso absoluto —eliminar todas las diferencias— lo cual

hace más meritoria la actitud abierta de Simplicio, Salviati y Sagredo y la altura de su debate.

Esperamos que en esta última jornada nuestros amigos hagan gala otra vez de su capacidad para

el diálogo civilizado. Esta jornada es de especial importancia porque será la hora de la verdad, el

momento de saber si, a pesar de los puntos de vista que se debatieron en las jornadas pasadas, se

descubre una posibilidad de convergencia entre la diversidad de ideas.

SIMPLICIO: Buenas tardes a todos y bienvenidos a nuestra última reunión, en la cual espero

podamos llegar a una conclusión que sirva de compendio a nuestros esfuerzos por entender el

universo. Yo por mi parte todavía miro con cierta reserva algunos aspectos del big bang, sobre

todo en lo relacionado con las “condiciones iniciales”, es decir con la pregunta, ¿cómo se originó

el big bang? Me parece que la teoría, aunque explica de manera innegablemente exitosa una

inmensa cantidad de observaciones astronómicas, aun tiene unos vacíos demasiado grandes. Para

explicar la expansión acelerada del espacio, la teoría del big bang se ve obligada a introducir una

sustancia mágica y foránea, la energía oscura, una sustancia reminiscente del éter luminífero de

finales de Siglo XIX. La energía oscura no es otra cosa que la cosificación de una sustancia

etérea que permea el espacio, ¿cómo es posible que los científicos tengan el coraje de incorporar

en sus teorías científicas semejantes hechizos? Me pregunto si más bien esa maniobra de los

teóricos no será sintomática de una crisis de la cosmología, similar a la crisis que atravesaba la

física clásica cuando se introdujo el éter luminífero. Hace unos días Sagredo y yo caminábamos

desprevenidos por la calle, nos cruzamos y terminamos en una taberna cualquiera donde nos

pusimos a discutir asuntos del big bang — ¡y hasta hicimos cálculos! Imagínese usted, Salviati, a

este par de genios matemáticos botando corriente en ecuaciones y números. Por si no me lo cree,



228

aquí traje la servilleta donde quedaron consignados nuestros cálculos magistrales. Y, ¿sabe cuál

es la mejor parte de la historia? ¡Logramos probar que la teoría del big bang no funciona!

SALVIATI: Me parece excelente. Muchos teóricos se pondrán felices cuando se enteren de esa

importante contribución al avance de la cosmología. ¡Sí!, la ciencia progresa a base de falsificar

teorías y es así como logra despojarse de errores. Bien, ahora veamos cuáles son los poderosos

argumentos que destruyeron el big bang.

SIMPLICIO: Iremos paso por paso, pero preste mucha atención a la cadena lógica. Estoy seguro

de que al final no tendrá más remedio que claudicar. Comencemos con la siguiente pregunta: ¿Es

cierto que el universo se expande y que debido a la expansión la temperatura de la radiación de

fondo disminuye?

SALVIATI: Sí, correcto. La temperatura de la radiación de fondo hoy es de 2,73 grados kelvin,

pero en el pasado era más alta debido a que el universo era más denso.

SIMPLICIO: Según lo que nos cuenta el autor en el Capítulo 3, durante los primeros 380 000

años del universo esa radiación de fondo estuvo atrapada en un medio donde la luz sufría

choques continuos con electrones y por lo tanto no podía viajar libremente. Para la luz ese medio

era como una melaza que le impedía viajar de un lado al otro sin desvíos — lo que el autor

explica con la analogía medio tonta del “cosmobús”.

SALVIATI: No se burlen del autor, por favor. Aunque parezca tonta, la historia del cosmobús

logra explicar el origen de la radiación de fondo. Sí, correcto, la luz, para poderse liberar, tiene

que esperar a que la temperatura del plasma descienda por debajo de un umbral en el que los

electrones dejan de molestar. Ese umbral se cruza a los 380 000 años después del tiempo cero. A

partir de ese momento el medio es transparente y la luz viaja libremente, lo cual constituye la

famosa radiación de fondo.

SIMPLICIO: ¿Me podría decir usted cuál era la temperatura del universo cuando este cumplía

380 000 años de edad?



229

SALVIATI: Sería cerca a los 3 000 grados kelvin.

SIMPLICIO: Ese dato no depende de mediciones astronómicas; lo podemos derivar mediante el

uso de la física básica que se usa para cuantificar los choques de la luz con los electrones en un

plasma, ¿verdad?

SALVIATI: Es un ejercicio que mis estudiantes pueden hacer de tarea. La idea es considerar un

medio compuesto de electrones, protones y luz y calcular la temperatura a la cual un gran

porcentaje de esos electrones se ligan con protones para formar átomos neutros de hidrógeno.

SIMPLICIO: Recapitulo: sabemos entonces que a los 380 000 años el fondo de radiación tiene

una temperatura aproximada de 3 000 grados kelvin, y que por la expansión el universo se enfría

y por lo tanto la temperatura del fondo de radiación es ahora 2,73 grados kelvin —

aproximadamente un factor de 1 000 más bajo. ¿Bien?

SALVIATI: Muy bien.

SIMPLICIO: En alguna ocasión usted mismo nos explicó que la temperatura de la radiación de

fondo desciende en idéntica proporción al aumento de las distancias en el universo debido a la

expansión. Quiere decir que si el universo se expande de tal forma que las distancias crecen en

un factor de 10, entonces la temperatura de la radiación de fondo baja en un factor de 10.

¿Correcto?

SALVIATI: Correcto.

SIMPLICIO: Sigamos entonces con el razonamiento. Si la reducción de la temperatura de la

radiación de fondo es inversamente proporcional al aumento de las distancias a medida que el

universo se expande y si la temperatura de la radiación de fondo ha sufrido una disminución de

un factor de 1 000 desde que se desprendió, quiere decir que el radio del universo observable hoy

era un factor de 1 000 más pequeño a los 380 000 años cuando la radiación de fondo se liberó.



230

SALVIATI: Todo lo dicho hasta el momento es correcto, por lo menos en el marco teórico del

big bang.

SIMPLICIO: Quiere decir que el radio de lo que hoy es el universo visible era de 14 millones de

años-luz cuando el universo tenía 380 000 años de edad.

SALVIATI: De acuerdo, el radio del universo visible hoy es 13 700 millones de años-luz o

aproximadamente 14 000 millones de años-luz, simplemente porque esa sería la distancia que la

luz puede viajar durante un intervalo de tiempo igual a la edad del universo y 14 000 millones de

años-luz dividido por el factor de 1 000 nos da el valor que usted mencionó.

SIMPLICIO: La temperatura de la radiación de fondo es casi perfectamente uniforme. Las

mediciones realizadas por WMAP indican que las desviaciones de la temperatura con respecto a

su valor promedio no superan el 0,02 por ciento.

SALVIATI: Cierto.

SIMPLICIO: ¡Ajá! Y ahí usted queda acorralado. Usted ha aceptado todo lo dicho hasta el

momento, de manera que implícitamente también ha aceptado la conclusión lógica a la que el

racionamiento nos lleva. Mire el dibujo que hicimos en la servilleta: tenemos una esfera que

representa la parte del universo que es visible hoy para nosotros. Mejor dicho, el universo es

prácticamente infinito, pero nosotros sólo podemos ver una región limitada del universo porque

la luz sólo ha tenido un tiempo disponible para viajar hacia nosotros que está limitado por la

edad del universo. Según lo que se concluye de lo hablado, esa esfera tiene un radio de 14

millones de años-luz. Todos los puntos de esa esfera, incluidos los puntos diametralmente

opuestos, tienen la misma temperatura (más o menos 0,02 por ciento). Esa conclusión es una

imposibilidad física porque transcurridos los primeros 380 000 años del universo no ha habido

suficiente tiempo para que por algún proceso físico las temperaturas en todas partes de la esfera

sean iguales. La velocidad límite del universo es la velocidad de la luz y por ende lo de esperarse

es que a los 380 000 años solo regiones de extensión comparable a 380 000 años-luz hayan



231

igualado su temperatura. ¿Cómo es posible que regiones a 14 millones de años-luz de distancia

hayan alcanzado a igualar casi perfectamente la temperatura? La situación es absurda: 380 000

años no fueron suficientes para que el universo alcanzara el equilibrio térmico y para que la

temperatura fuera igual en puntos diametralmente opuestos que estaban separados por una

distancia de 28 millones de años-luz. Repase otra vez el ejercicio que nos trajo a este punto y se

dará cuenta de lo que esto significa.

Figura 4-4. El problema del horizonte

SALVIATI: Bonito esfuerzo, pero lamento informarle que sus tersos argumentos son una falsa

alarma. Se nota que no leyó bien la parte final del Capítulo 3, donde se habla de la teoría de

inflación que resolvió el problema.

SAGREDO: Ni crea que se puede escabullir así de fácil. Simplicio ha expuesto muy bien un

problema que tiene el exótico rótulo de “problema de horizonte”. Es un problema fundamental

del big bang. El modelo de inflación no ha sido probado y por lo tanto no es otra cosa que un

puñado de manipulaciones teóricas que sirven para esconder el problema debajo de la alfombra.

Los cosmólogos ya no le prestan atención a ese inmenso hueco sobre el cual se construyó el

edificio del big bang y confían en que la teoría de la inflación lo arregla todo, pero no se dan

cuenta de que esa teoría no ha sido probada. No me explico cómo los cosmólogos cantan victoria



232

y se vanaglorian de un desastre tan espectacular de la cosmología. Los cimientos del edificio del

big bang están hechos de naipes.

SALVIATI: O usted está mal informado o no ha entendido los méritos de la teoría. La de la

inflación es una teoría respetable que hasta el momento goza del respaldo de varias

observaciones astronómicas importantes. Fueron justamente los problemas del horizonte y de la

planitud (vuelvan una vez más al Capítulo 3) los que motivaron a Alan Guth a pensar en el

modelo inflacionario. Según Guth todo comenzó con una expansión súper acelerada del espacio

en la cual en una billonésima de billonésima de billonésima de segundo el universo pasó del

tamaño de una partícula fundamental a un tamaño espectacularmente grande. Como antes de la

inflación el universo en su totalidad estaba confinado a una región de ínfimas proporciones,

todas las partes del universo gozaban de la misma temperatura — así desaparece el problema del

horizonte. El problema de la planitud también desaparece porque la inflación borra cualquier

posible curvatura, de la misma manera que la superficie de un globo se hace más y más plana a

medida que se infla el globo. El modelo inflacionario predijo que el tamaño angular promedio de

las manchas en los mapas de radiación de fondo es de un grado, lo cual concuerda con las

observaciones de WMAP. La inflación también explica las características de las agrupaciones de

galaxias en cúmulos y súper cúmulos. Para terminar, la inflación predijo la existencia de un

fondo de ondas gravitacionales. Así como el big bang dejó un fondo de radiación

electromagnética, también dejó —según afirma la teoría de la inflación— un fondo de ondas de

gravedad. Esas ondas de gravedad son de muy baja energía y ello hace muy difícil observarlas de

manera directa. Sin embargo, si de verdad existen deben dejar en la radiación de fondo una

huella que se manifiesta en unos patrones característicos de la polarización. Existe una

predicción que afirma que debe existir polarización circular en la radiación de fondo y que si esta

no se detecta ello sería motivo para rechazar la teoría de la inflación. De modo que la teoría de la

inflación viene con su propio instrumento para hacerse el harakiri en caso de no ser consistente y

por tanto no es fruto de una especulación alocada.

SIMPLICIO: ¿Polarización?



233

SALVIATI: Sí, como en “gafas polarizadas”. Las gafas de sol polarizadas se usan para filtrar el

reflejo de la luz solar en una superficie lisa. La próxima vez que se ponga sus gafas de sol con

lentes polarizados haga el siguiente experimento: en un día de mucho sol mire ladeando la cara

hacia el suelo en una calle asfaltada o hacia la superficie de un lago. Observe bien los cambios en

la manera como su vista percibe la imagen. Lo que ocurrirá es que el piso se va a ver más

brillante al ladear la cara. Este fenómeno sucede porque la lente polarizada solo deja pasar la luz

que vibra en una dirección; la luz reflejada de una superficie como el agua vibra en una dirección

preferencial — por eso se puede filtrar con este tipo de lentes. En todo caso, volviendo a la

radiación de fondo, sabemos que esa radiación es parcialmente polarizada. En la historia del

universo, algunos años después de que la radiación de fondo se liberara y comenzara a viajar sin

restricción hacia nosotros, ocurrió un evento físico importante que afecta la radiación de fondo.

Cuando se formaron las primeras estrellas, su brillo era tan fuerte que era capaz de sacar

electrones libres al golpear los átomos neutros de hidrógeno que se encontraban en el medio. La

radiación de fondo choca con estos electrones libres y se dispersa de tal forma que queda

polarizada, como la luz del sol que es reflejada por el agua. Esa polarización es otra predicción

de la teoría del big bang y ya fue observada por el WMAP. Existe otra forma de polarización, la

polarización circular, que aun no se ha observado y que es predicha por la teoría de la inflación.

Es una forma de polarización especial producida por ondas gravitacionales.

SAGREDO: La inflación no es una teoría compacta que ofrece mecanismos físicos concretos

para explicar cómo sucedió la gran expansión original. La teoría de la inflación es más bien una

especie de marco teórico en el que los físicos pueden probar sus especulaciones sobre cuál es el

agente que causa la expansión exponencial original. Todo depende de un campo —así como el

campo magnético— pero de naturaleza completamente distinta, que causa la expansión. De resto

todo es especulación. No se sabe cómo debe ser ese campo, de dónde salió o qué características

tiene. Tampoco se sabe qué mecanismo frena la expansión exponencial que, según las

ecuaciones, debe seguir para siempre. Los físicos andan como locos inventando campos con todo

tipo de características y su teoría posee tantos parámetros libres que al final del día les permite

ajustarla arbitrariamente para acomodar cualquier cantidad de observaciones que se les ponga de

frente. Por ejemplo, hasta finales de la década comenzada en 1990, las observaciones indicaban

que el universo no tenía una geometría plana (ahora se afirma que la geometría del universo sí es



234

plana). Por el contrario, en ese entonces todos los cosmólogos promulgaban un universo abierto

y con geometría curva — y los teóricos ajustaron con toda comodidad sus modelos de inflación y

anunciaron a voz en cuello que sus teorías eran asombrosamente exitosas porque explicaban el

universo abierto de los cosmólogos. Ahora sucede algo parecido y los teóricos dicen que su

modelo explica la geometría plana del universo observada por WMAP y corroborada por otros

experimentos de radiación de fondo. Presentar una teoría tan elástica y con tantos parámetros se

parece a lo que hizo Kepler quien, para explicar los movimientos planetarios, dijo que se movían

por causa de los angelitos. Una buena teoría debe ser robusta y falsificable. La inflación está

lejos de serlo porque, repito, la introducción de tantos parámetros ajustables les permite a los

teóricos manipularlos hasta obtener los resultados que encajan con cualquier observación que se

les presente.

SALVIATI: Los modelos inflacionarios sí son falsificables. Hacen predicciones que se pueden

contrastar con observaciones. Y esas observaciones ya están comenzando a dar pie para rechazar

algunos de los modelos inflacionarios. Por ejemplo, las propiedades estadísticas de las manchas

en los mapas de la radiación de fondo producidos por WMAP ya dejan por fuera una familia de

modelos inflacionarios. La teoría de inflación predice la presencia de polarización circular

impresa como un sello en la radiación cósmica de fondo. Mientras que la polarización originada

por choques con electrones es polarización de forma lineal, aquella producida por ondas

gravitacionales sigue un patrón circular. El 14 de mayo del 2009, la Agencia Espacial Europea

lanzó al espacio el satélite Plank con el objetivo de hacer —con una sensibilidad 10 veces

superior a la ofrecida por el WMAP— mapas precisos de la temperatura y de la polarización de

la radiación de fondo. Se espera que después de dos años de observaciones se pueda detectar —si

es que en realidad existe— la polarización circular de la radiación de fondo. De no ser detectada

esa polarización, la teoría de la inflación se debe rechazar. En ese sentido es una buena teoría

científica. Otro efecto predicho por la inflación es una propiedad específica de las variaciones de

temperatura en la radiación de fondo. Sin ánimo de confundirlos con términos extravagantes pero

sí para mostrar que existen predicciones concretas que tienen nombre propio, les diré de qué se

trata esa predicción. La inflación predice que las pequeñas variaciones aleatorias en la

temperatura de la radiación de fondo deben seguir una distribución gausiana (les advertí que

usaría términos peculiares — y no es “gusana” sino gausiana, en memoria de Carl Friedrich



235

Gauss). Esto quiere decir que se comportan como ruido de igual magnitud para todas las

frecuencias. Pues bien, hasta el momento el análisis de datos de radiación de fondo indica que las

características de las variaciones de temperatura son consistentes con las predicciones de la

inflación. En el momento en el que se detecten desviaciones de temperatura que no sigan la

propiedad gausiana, entonces se tendrá que rechazar la inflación. Con esto queda claro que los

modelos inflacionarios sí son falsificables y por lo tanto clasifican como ciencia, no como

especulación filosófica.

SIMPLICIO: Aun si las predicciones de los modelos inflacionarios se comprueban, a mí todavía

me parece que el hueco más grande de todos no se ha tapado. ¿De dónde viene la inflación? Ese

campo del cual hablan los físicos, ¿qué es y cómo se originó?

SALVIATI: En este momento no hay respuesta satisfactoria pero son temas legítimos para

confrontarlos a la luz de la ciencia — y no me sorprendería si en un futuro cercano la ciencia

encuentra una solución. Se están explorando alternativas. Por ejemplo, Paul Steinhardt, de

Princeton, y Neil Turok, del Perimeter Institute, en Canadá, propusieron la teoría ekpirómana

(del griego, proveniente del fuego) en la cual no es necesaria la inflación. El universo es eterno y

el big bang es el producto de una colisión entre dos membranas en un espacio de 10

dimensiones. Otra posibilidad que contemplan los teóricos es la posibilidad de que el big bang

con su chispa inflacionaria inicial haya saltado del vacío sin necesidad de un mecanismo causal,

en otras extensiones de la inflación multiples universos brotan todo el tiempo del vacío como

palomitas de maíz.

SIMPLICIO: ¡Tonterías! ¡¿Qué andan fumando ustedes?!

SALVIATI: ¿Fumando? Nada de nada. Lo que ocurre es que ustedes los aristotélicos están

acostumbrados a ver todo lo que ocurre en la naturaleza como una cadena causa-efecto. Todo

efecto tiene una causa, reza el adagio aristotélico. La naturaleza no siempre sigue ese dictamen.

En todos los lugares tenemos núcleos atómicos radiactivos que, de manera por completo

impredecible, transmutan de un elemento a otro de la tabla periódica. En un momento tenemos

un núcleo del elemento radio y un instante más tarde este se convierte espontáneamente en un



236

núcleo del elemento radón. Nadie puede calcular el momento en el que ese decaimiento

radiactivo va a ocurrir. Y cuando decae, ocurre sin una causa. Es espontáneo.

SIMPLICIO: Pues yo no acepto eso.

SALVIATI: Lo sabía.

SIMPLICIO: Piénselo bien. Si el genio Galileo se apareciera en este momento entre nosotros y le

explicáramos el big bang, ¿qué diría? Ilustre señor Galileo Galilei, le informamos que el

universo apareció espontáneamente de un improbable vacío cuántico en el cual un campo

misterioso sufre una transformación que en los primeras fracciones de segundo hace expandir el

espacio por un factor de un billón de billones de billones de billones, inyectando en el proceso

una cantidad suficiente de energía para generar una sopa de quarks, electrones y luz que luego al

enfriarse formó estrellas, galaxias, y planetas donde surgieron seres humanos curiosos. Ah…

sí… y en el universo solo el 4% son átomos normales, el resto es materia oscura y energía

oscura.

SALVIATI: Usted está ridiculizando los avances de la cosmología científica. Cualquier campo

científico en estado de madurez indiscutible exhibió rasgos de especulación cuando apenas daba

sus primeros pasos. Trasladémonos al año 1928 y escuchemos a Paul Dirac haciendo una

presentación a sus estudiantes y colegas de Cambridge: Estimada audiencia, les informo que si

modificamos las ecuaciones de la mecánica cuántica que describen el electrón y les imponemos

los postulados de la teoría especial de la relatividad de Einstein, encontramos que debería existir

una partícula elemental idéntica al electrón pero de carga opuesta y dotada de una propiedad que

hace que cuando entra en contacto con un electrón se aniquila la masa tanto del electrón como de

la partícula hipotética. Hemos hablado sobre cómo la antimateria hoy en día es tan común que

hasta encuentra aplicaciones en la medicina. Me resultaría fácil ridiculizar la idea de la existencia

de una antimateria — pero lo único que lograría con ello sería revelar mi ignorancia.

SIMPLICIO: Ya veo. Siempre sale con la misma acusación. Cuando uno no está de acuerdo con

usted, resulta que es porque uno es ignorante. Acá estamos tratando de entender lo que significa



237

la cosmología científica y explorando su significado en un entorno que trasciende el de unas

ecuaciones áridas y escuetas. Empero, usted entorpece la tarea queriendo meter todas las ideas en

dos cajones inflexibles: el de “realidad científica” y el de “especulación filosófica”, como si la

realidad se ajustara irremediablemente a esa pobre dualidad.

SALVIATI: Dígame, Simplicio, qué significa para usted la cosmología del big bang.

SIMPLICIO: La teoría del big bang es simplemente la interpretación de unas observaciones

astronómicas que hasta el momento ha logrado explicar una gran cantidad de fenómenos

observados, pero que aún no ha resuelto el problema fundamental de la cosmología, que es cómo

se originó el universo. Usted mismo nos ha dicho que el big bang explica los eventos que

ocurrieron en el pasado del universo a partir de la fracción de segundo cuando el universo era la

proverbial sopa caliente de quarks, luz y electrones. Sin embargo, la ciencia no ha explicado el

verdadero origen del big bang. Eso de las teorías inflacionarias no me parece convincente y aún

si logran consolidarse y ganar pruebas, al final la pregunta fundamental continúa sin resolver:

¿De dónde viene la inflación y qué la originó? Yo no hallo un significado trascendental en un big

bang “frío” y mecánico, como tampoco hallo un significado trascendental en cualquier

explicación científica sobre un fenómeno natural. Si usted me pregunta, por ejemplo, qué

significa para mí la teoría geológica de capas tectónicas, pues yo diría lo mismo: es simplemente

la interpretación de unas observaciones geológicas. Con esto no estoy restándole meritos ni

validez al conocimiento científico; lo que deseo es resaltar el carácter frío, distante y seco de una

teoría científica sobre el universo.

SALVIATI: Simplicio, yo sé que usted no acepta la teoría del big bang. Solo quiero entonces

que me responda lo siguiente: ¿Qué prueba lo convencería de que esa teoría sobre el origen del

universo es una teoría veraz?

SIMPLICIO: Humm… Es una pregunta interesante. Tengo que pensar…

(Un silencio de catedral nocturna y sin feligreses invadió la sala y multiplicó en horas los

minutos de la espera; tanto los contertulios como los demás clientes del café quedaron en un



238

congelamiento surrealista. Los despertó del tiempo suspendido la respuesta susurrada por

Simplicio)

SIMPLICIO: La verdad es que no lo sé.

(Brotaron murmullos ininteligibles de asombro desde todos los rincones de ese café en el cual

una audiencia anónima ya se había acostumbrado a asistir a las tertulias cosmológicas).

SALVIATI: Y a usted, Sagredo, lo veo muy callado. ¿Qué significa para usted la cosmología del

big bang?

SAGREDO: Les diré lo que pienso al respecto, pero antes quisiera escuchar su respuesta a la

misma pregunta. Salviati, ¿qué significa el big bang para usted?

SALVIATI: Vivimos en una época maravillosa y privilegiada para la cosmología porque por

primera vez en la historia de la humanidad tenemos acceso a observaciones astronómicas que

revelan cómo es el universo en su totalidad. Antes de 1929, cuando Hubble observó la expansión

del universo, no era posible contrastar las teorías del origen del universo con datos que las

pudieran respaldar o rechazar. Hoy, por el contrario, tenemos una teoría del origen del universo

que explica de modo coherente una inmensa variedad de observaciones astronómicas que van

desde los detalles de las reacciones nucleares al comienzo del universo hasta la aceleración del

espacio en su totalidad. La teoría no es completa; aún quedan dos grandes islotes de ignorancia:

la materia oscura y la energía oscura. Sin embargo, es un buen mapa que tenemos de nuestro

universo. Es un mapa que ha hecho posible que se amplíe nuestra visión del universo. Antes

navegábamos a oscuras y sin mapa, ahora tenemos un mapa. La cosmología geocéntrica que

dominó la conciencia occidental durante 2 000 años —desde los griegos hasta Copérnico—

ofrecía una noción pobre y homocéntrica del mundo y daba una sensación falsa de que, dentro de

esa jaula de cristal, el ser humano era el centro de los acontecimientos. La cosmología moderna

descorrió telón tras telón, nos amplió el horizonte y nos dio por primera vez un asomo hacia la

verdadera dimensión cósmica del ser humano. Dejamos de ser niños que juegan dentro de una

burbuja y por primera vez abrimos una ventana por la cual podemos asomarnos a contemplar la



239

profundidad del cosmos. Nos dimos cuenta de que nuestro planeta Tierra es un pequeño grano de

arena dentro de nuestra galaxia y de que a su vez nuestra galaxia es un puntito insignificante

dentro de un fluido cósmico de estructuras galácticas que posiblemente tiene extensión infinita.

Experimentamos un despertar cósmico que nos sacudió del letargo en el que nos había sumido la

ceguera de autoridades desinformadas y sin embargo radicales en sus convicciones. Nos

encontramos con que el universo quizás no tiene propósito pero al mismo tiempo accedimos al

poder liberador que significa dejar atrás la ignorancia con respecto al universo en su totalidad.

Dejamos de andar persiguiendo deidades quiméricas que satisficieran nuestra necesidad de

encontrarle respuestas al devenir humano porque nos dimos cuenta de que lo único que

poseemos es un diminuto punto azul que flota en la inmensidad impensable del espacio. Uno

esperaría que el nuevo mapa del universo que hemos descubierto nos sirva para comprender que

eso es todo lo que tenemos: un punto azul diminuto que flota en el espacio. Debería servirle al

ser humano para convencerse de que no vale la pena andar armando guerras y destruyendo el

planeta como si fuera posible reemplazarlo por otro nuevo. Quizá los líderes del pasado,

acostumbrados a la idea de que el ser humano estaba incrustado y entronizado en el centro del

universo, abrigaron en sus pequeñas cabezas la esperanza de que fuera posible conquistar y

comandar el universo desde su posición geocéntrica. Tal vez esa falsa ilusión de poder ha sido la

que ha impulsado a los seres humanos a destruirse unos a otros en guerras absurdas. En lo

personal, la visión cosmológica moderna me dice que la vida es un fenómeno pasajero y

maravilloso que debemos gozar aquí en la Tierra a plenitud, mientras la tengamos. Nunca antes

en la historia de la humanidad habíamos tenido la oportunidad de comprender tan a fondo que los

seres humanos somos de verdad y en todo iguales: surgimos del mismo sustrato primordial,

somos polvo de estrella, los mismos átomos —de origen común y sujetos a las mismas leyes

físicas— nos componen a todos. Esta idea nos debería servir para resaltar cuán absurdo es

hacernos daño y causar destrucción por creernos unos superiores a otros. A riesgo de pasar por

petulante me atrevo a declarar que la teoría del big bang es el logro intelectual más imponente en

toda la historia de la humanidad. Desde que nuestros ancestros homínidos se bajaron del árbol y

desde que hace tres millones de años Lucy y sus compañeros Australopitecos comenzaron a

deambular sobre la superficie del planeta Tierra, la humanidad no ha experimentado un avance

tan trascendental como el despertar cósmico que se ha logrado en los últimos 90 años.



240

(Unos aplausos tímidos resonaron en el recinto)

SALVIATI: Ahora, Sagredo, es su turno. ¿Qué significa el big bang para usted?

SAGREDO: Todas las culturas han elaborado una cosmología que les explica el origen del

mundo y el tipo de relación que los seres humanos deben tener con el mundo, ya sea para

prevenir catástrofes o para cultivar una conducta pro-social que beneficie al grupo. Nuestros

antepasados elaboraron diversos mitos de la creación que les permitieran aplacar el deseo natural

por entender su origen. En ese aspecto, la cultura contemporánea no es distinta a la de nuestros

antepasados. El big bang es el mito moderno de la creación. Si entendemos el verdadero

significado de la cosmología moderna, podemos ahorrarnos el ejercicio fútil al que nos llevaría

indagar sobre la veracidad de la teoría del big bang; la cosmología moderna no es otra cosa que

una construcción social que obedece a los deseos y expectativas del grupo. En ese sentido refleja

lo que el pensamiento colectivo del grupo quisiera ver en una teoría del origen del universo en

nuestra sociedad tecnológica, laica y acostumbrada a la seguridad que se deriva de contar con

conocimientos respaldados por la autoridad de la ciencia. Presten atención: esto no implica que

la sociedad acepte abiertamente la cosmología moderna. En la medicina, por ejemplo ocurre algo

similar: con el fin de cuidar su salud mucha gente acude a curaciones cuánticas esotéricas, a

energías ocultas, a los poderes curativos de unas gotas mágicas diluidas en agua y cosas por el

estilo, pero cuando se les presenta una enfermedad grave, esas mismas personas corren al

hospital sin albergar ninguna duda sobre la capacidad de la medicina moderna para ayudarles con

sus emergencias médicas. En los últimos 150 años la ciencia ha avanzado de manera imponente

y ha generado conocimientos y tecnologías transformadoras para la sociedad, pero ni siempre de

manera positiva. La gente se ha dado cuenta de que la ciencia no puede ofrecer una respuesta

certera a las preguntas que ella misma se ha apropiado. Por ejemplo, la pregunta sobre el origen

del universo (que pertenecía a otras disciplinas alejadas de la ciencia) es un asunto al cual la

ciencia comienza a ofrecer una respuesta pero ésta viene acompañada de inmensas lagunas. En el

caso de la cosmología el estado no acabado de la teoría da pie a una actitud de reserva y

desconfianza. He aquí la razón por la cual la cosmología del big bang es vista con recelo por

mucha gente, a pesar de que esa teoría es una construcción social. Sin embargo, yo creo que en el

fondo la cosmología del big bang goza de una aceptación amplia —aunque ciertamente no



241

siempre explícita— debido a que es una construcción social que se ajusta a la cosmovisión del

Génesis. El big bang propone un punto inicial en el tiempo a partir del cual surge el universo. En

la cabeza de mucha gente esa propuesta se puede hacer compatible con la idea de un ser creador

que ordenó las cosas para que se diera ese big bang. En 1952 el papa Pío XII anunció que la

cosmología del big bang afirmaba la noción de un creador trascendente y que por tanto está en

armonía con el dogma Cristiano. Sobra decir que el extravagante pronunciamiento papal no les

supo nada bien a los teóricos que por esos años se esmeraban en demostrar que el trabajo en

cosmología era serio y que el tema era lícito para la investigación científica. Por otro lado, los

físicos son unos seres arrogantes que actúan como si fueran dueños del tema de la cosmología,

creen que tienen licencia para despreciar la cosmovisión popular y presentan sus modelos como

realidades incontrovertibles. Dicen que sus modelos están soportados por hechos empíricos y por

observaciones astronómicas innegables. ¡Qué tontos son! Si estudiaran un poquito de historia se

darían cuenta de que el geocentrismo, la teoría de los epiciclos, la teoría del calórico y otros

cuantos mitos también fueron sustentados por observaciones y experimentos. Ellos no se dan

cuenta de que todo resultado experimental requiere una interpretación, lo cual abre la puerta para

que terminen imponiéndose las ideas del investigador más influyente en la comunidad. Existe un

trasfondo cultural desde donde las influencias personales y sociales decretan la aceptación de

unas teorías científicas y el rechazo de otras. Los cosmólogos se aferran a esa noción caduca

según la cual allá afuera existe un cosmos y la ciencia tiene la receta para acceder a un

conocimiento inequívoco y objetivo sobre esa realidad externa. Sin embargo, contrario a lo que

afirma esa quimera, la ciencia no está exenta de dejarse influir por valores, no es neutral ni

objetiva, incorpora juicios no lógicos, y es susceptible a las influencias ideológicas y a los sesgos

personales. Sería ridículo pensar que apenas al cabo de 80 años de observaciones astronómicas

del cielo profundo ya hubiéramos llegado a la teoría final sobre el origen del universo.

(El discurso fue recibido entre el público con aplausos por una parte y abucheos por la otra; a

estas alturas ya la audiencia se había metido a fondo en el debate, había tomado partido, y

quedaba claro que las tertulias cosmológicas del Café Literatura se habían convertido en

eventos populares que atraían a un buen número de espectadores)

ALCIBÍADES: ¡Un mo-ho-mento! ¡Es mi tu-hurno de hablar!



242

(Un personaje visiblemente borracho, con cara de aldaba y apariencia grasienta se materializó

de la nada y se acercó dando tumbos hacia el medio de la sala. A juzgar por el recibimiento

caluroso, parecía que para el público no era persona desconocida. Se trataba de un tal

Alcibíades, un borrachín de inteligencia descomunal que acostumbraba deambular por la

ciudad dando discursos y haciendo comentarios incisivos sobre política, filosofía, economía o

cualquier otro tema que le pusieran. Una especie de Sócrates contemporáneo. Nunca se le veía

sobrio y en todos los rincones eran famosos los alborotos que armaba en plaza pública con sus

arengas irreverentes y sus peroratas interminables. Las leyendas sobre Alcibíades abundaban,

incluyendo aquella que afirmaba que podía recitar de memoria los textos de Jacques Derrida.

Claro está que no sería tan fácil distinguir entre las incoherencias de un borrachín y los brotes

soporíferos de verbosidad inconsecuente que emanaron del iconoclasta pensador francés. En

todo caso, Alcibíades ya empezaba a pontificar sobre el universo; el tufo denso que salía de su

boca y que emanaba de su cuerpo lo rodeaba casi como un aura que por alguna mágica razón

atrajera aun más a su audiencia).

ALCIBÍADES: ¡Ustedes, ilustres señores están todos equivocados! He seguido con mucha

atención su conversación —alrededor de un tema sobre el cual he leído bastante— y me doy

cuenta de que ustedes viven en una burbuja. ¿Cómo es posible que en una conversación sobre el

cosmos no figure el ser humano para nada? “El hombre es la medida de todas las cosas”, decía

mi amigo Protágoras. Esa afirmación sabia debería ser el patrón para interpretar todas esas cosas

que dicen los cosmólogos. Sin embargo, el universo que ustedes dibujan es un universo

indiferente a las preocupaciones de los seres humanos. Para nada sirve una teoría sobre el mundo

si no hay conciencia humana donde esa teoría pueda residir. Para nada sirve una teoría del

universo si esta no incluye los poderes de la mente. Me refiero a la mente universal, a esa energía

que permea el universo y de la cual nosotros formamos parte sin darnos cuenta — excepto las

mentes más avanzadas. Yo me puedo trasladar a ese plano astral sin necesidad de sus

observaciones astronómicas que ofuscan la claridad de la mente. No necesito de sus satélites

costosos para penetrar la verdadera profundidad del cosmos que está dentro de mí. Además

usted, señor Salviati, nos está engañando porque solo nos presenta la información que se ajusta al

modelo del universo que nos quiere vender. Existen otros científicos que han realizado



243

descubrimientos que niegan el big bang. El respetadísimo científico Jajant Narlikar, graduado de

la universidad de Cambridge, ha comprobado los errores del big bang y sin embargo ustedes no

le han escuchado a Salviati ni una sola palabra alusiva a las importantes contribuciones de

Narlikar a la cosmología. El profesor Robitaille, radiólogo de la Universidad de Ohio, ha

comprobado que la radiación cósmica de fondo, supuestamente uno de los pilares del big bang,

no es otra cosa que radiación de cuerpo negro emitida por el agua de los océanos. De manera que

el big bang es un engaño y ustedes los científicos dogmáticos encargados de proteger la

ortodoxia del big bang están suprimiendo a Narlikar, Robitaille y a todo aquel que se desvíe del

dogma oficial.

(Como era de esperarse, la oratoria contundente y apasionada de Alcibíades suscitó una efusiva

respuesta por parte del público el cual, ya tan avanzada la noche, estaba naturalmente más

interesado en el espectáculo que en el debate académico. Hubo algo de alboroto, Salviati le

pidió a Simplicio que hiciera algo para calmar lo que parecían multitudes que atestaban el

recinto. Empezaban a perder el control de la situación, pero Salviati no quería terminar la

sesión del día sin haber aclarado los puntos que distorsionaban por completo el debate.

Simplicio y Salviati coordinaron en voz baja su estrategia y decidieron que Salviati haría unos

comentarios finales y que después darían por terminada la sesión. También acordaron —a

pesar de la divergencia de Sagredo con esa postura— que las incoherencias de Alcibíades no

merecían respuesta).

SALVIATI. ¡Calma por favor! Ya estamos finalizando la conversación de hoy y solo quisiera

hacer unas aclaraciones cortas. Quisiera responder a las inquietudes expresadas por Sagredo.

(Nótese que a estas alturas ya Salviati estaba consciente de que su audiencia no se limitaba a

sus contertulios)

SALVIATI: Durante 2 000 años, gracias a la influencia del filósofo Aristóteles, los cuerpos

celestes fueron considerados purísimos ejemplares de la perfección atribuida a los dioses. Los

planetas y las estrellas —según Aristóteles— estaban hechos de un elemento especial, la

quintaesencia, que, tal como lo sugiere su nombre, era una sustancia no terrenal reservada a las



244

esferas carentes de defecto que adornan el orbe de los astrónomos. La Luna, sin embargo, parecía

contradecir el edicto aristotélico. A simple vista se pueden notar en la faz de la Luna unas

sombras sospechosas que se empeñan en delatar la falsedad de la anhelada perfección. Hace 400

años el profesor Galileo documentó sus observaciones telescópicas de la Luna en unos finos

dibujos de la superficie lunar que muestran irregularidades, valles, protuberancias, cráteres y

otros atributos orográficos similares a los observados en nuestro propio planeta. Antes de

Galileo, proponer que el Sol tenía manchas o que la superficie de la Luna estaba salpicada de

cráteres y montañas era una aseveración riesgosa que retaba la doctrina oficial y que muy

probablemente sería considerada una manifestación de demencia. Hoy aceptamos la presencia de

cráteres en la Luna como una realidad empírica incontrovertible. La existencia de cráteres en la

Luna es tan real como la existencia de esta mesa que podemos sentir con el tacto. Hace 40 años

el astronauta Neil Armstrong se paró encima de uno de esos cráteres. Yo fui uno de los 600

millones de espectadores que esa noche mágica del 20 de julio de 1969 vieron atónitos cómo una

nave espacial parecida a un zancudo gigante —tripulada por dos astronautas— se posaba sobre la

superficie selenita en el Mar de la Tranquilidad. A eso de las ocho de la noche aparecieron las

señales de este monumental acontecimiento sobre la pantalla de nuestro televisor: en blanco y

negro y con mucho granizo en la imagen se veía el suelo árido de la luna, lo que Armstrong

describiría como “magnifica desolación”. Seis horas más tarde, bien entrada la madrugada, mis

padres nos dieron el permiso excepcional de ver televisión a esas horas prohibidas. Fue así como

presenciamos cuando Armstrog descendió del módulo lunar en cámara lenta, dejó impresa la

primera huella de un ser humano sobre el polvoriento regolito e hizo la famosa declaración: “Un

pequeño paso para un hombre, un salto gigante para la humanidad”. Pregunto entonces: ¿Cómo

pasamos de la ignorancia sobre la existencia de cráteres en la Luna a la certeza absoluta de su

existencia? Lo que este ejemplo muestra es que sí es posible generar conocimiento certero sobre

la naturaleza. Otro ejemplo que da testimonio sobre la posibilidad de desvelar el mundo natural

es la historia sobre cómo pasamos de la ignorancia total sobre la existencia de las galaxias al

reconocimiento sólido de su existencia. A comienzos del Siglo XX los astrónomos pensaban que

el universo consistía de millones de estrellas confinadas en un volumen limitado por la Vía

Láctea, nuestra galaxia. En otras palabras, la Vía Láctea comprendía todo el universo. Los

astrónomos también habían identificado unos cuerpos celestes, diferentes a las estrellas, que

vistos por el telescopio aparecían como nubes, algunas de ellas de forma espiral, por lo cual las



245

llamaron nebulosas espirales. Hoy ningún astrónomo niega la existencia de las galaxias. ¿Cómo

pasamos de la situación de 1920 —cuando no sabíamos nada sobre las galaxias— a la de hoy

cuando nadie niega su existencia?

(Murmullos de fondo)

Todos hemos visto esas imágenes astronómicas nítidas y maravillosas producidas por el

telescopio espacial Hubble y por otros observatorios avanzados. Aparecen las imágenes de

Andrómeda, la Nube de Magallanes, el Sombrero, el Remolino, Ursa Menor y otras imponentes

galaxias. Podemos apreciar sus formas espirales e irregulares, podemos inclusive observar

estrellas individuales y gas interestelar en esas galaxias lejanas. Los astrónomos han medido sus

espectros para revelar su constitución química y su movimiento de rotación. Sabemos más sobre

lo que ocurre en nuestras galaxias vecinas a millones de años-luz que sobre lo que ocurre en el

apartamento del vecino. Sin embargo, hace apenas 90 años no sabíamos qué eran esas motas de

luz difusa ni sabíamos si eran inquilinos de nuestra Vía Láctea o ciudadanos errantes del espacio

profundo. En abril del año 1920 dos gigantes de la astronomía, Harlow Shapley y Herber Curtis,

se reunieron en las salas del Museo de Historia Natural del Smithsonian, en Washington, para

debatir sobre la naturaleza de las nebulosas espirales. Cada uno de ellos sustentó su tesis, opuesta

a la del otro, con argumentos serios. Curtis decía que las nebulosas espirales eran sistemas

estelares como nuestra galaxia y que se encontraban a distancias muy lejanas que las ponían

fuera de la Vía Láctea. Shapley, por el contrario, argumentaba que las nebulosas espirales eran

meras nubes de gas en nuestra propia galaxia y que fuera de ella no había nada más. En 1920 no

se sabía con certeza quién tenía la razón entre Curtis y Shapley. Sin embargo, hoy en día todos

los astrónomos aceptan la existencia de las galaxias tal como Curtis lo había propuesto. Vuelvo a

preguntar, ¿Cómo pasamos de la hipótesis a la certeza? No es difícil aceptar que la existencia de

sistemas estelares galácticos fuera de la Vía Láctea se puede afirmar con certeza cuasi-absoluta,

es decir la existencia de galaxias es una realidad empírica incontrovertible. Hay que volverse a

preguntar entonces ¿cómo es posible pasar de la ignorancia absoluta a la aceptación de realidades

empíricas incontrovertibles? Antes de Galileo, afirmar que en la Luna existen cráteres se

consideraba fruto de una especulación desviada y peligrosa; hoy la existencia de cráteres en la

Luna es una realidad empírica incontrovertible. A la entrada del Siglo XX nadie sabía qué era



246

una galaxia y sin embargo hoy la existencia de galaxias es una realidad empírica

incontrovertible. Vemos entonces que sí se puede generar conocimiento certero sobre el

universo. Los cráteres lunares y las galaxias son apenas un par entre miles de ejemplos que se me

pueden ocurrir. Piensen en cualquier realidad empírica incontrovertible sobre el universo y se

darán cuenta de que en algún momento de la historia ese conocimiento no existía o tenía carácter

conjetural. El proceso científico nos muestra que las observaciones sí convergen con realidades

empíricas estables e incontrovertibles. Nótese que dije incontrovertibles, no irrefutables, ya que

—como bien lo mencionó Sagredo— ciertos hechos empíricos que se consideraban firmemente

establecidos pasaron a la postre a considerarse erróneos con base en demostraciones. Decir que

podemos aceptar la existencia de realidades empíricas incontrovertibles no implica que se esté

afirmando la tesis aristotélica hipotético-deductiva según la cual el conocimiento científico se

construye a partir de primeros principios que por necesidad son verdaderos. Resumida de manera

algo burda pero que sirve a nuestra síntesis, la historia de la astronomía es la historia de cómo

ciertas observaciones hechas al borde de la sensibilidad de los instrumentos fueron más adelante

juzgadas como espurias o se establecieron como realidades empíricas incontrovertibles. Los 400

años de avances en observaciones astronómicas desde Galileo han demostrado que sí es posible

generar conocimiento certero sobre el mundo externo. Sin embargo, amigos, para Sagredo las

teorías científicas y las especulaciones de los charlatanes que venden aceite de culebra en la

plaza de mercado tienen el mismo valor como generadoras de conocimiento sobre la naturaleza.

Según Sagredo, el método riguroso experimental para contrastar teorías científicas tiene tanta

validez como la palabra del predicador que dice haber recibido la verdad por revelación divina o

el iluminado que afirma que fueron seres extraterrestres quienes le infundieron la verdad. Sí, las

teorías científicas son una construcción social, ¿acaso no eran humanos los seres que concibieron

la teoría de la gravedad, del electromagnetismo, de la mecánica y de la termodinámica? Sin

embargo, no todas las construcciones sociales cuentan con mecanismos intrínsecos para eliminar

errores. Estoy seguro, mi amigo Sagredo, de que si su hija se enferma de gravedad usted acudiría

a los mejores especialistas que pudiera encontrar en todo el planeta y la sometería a las

radiografías y procedimientos que pidiera el doctor. Pues bien, esos equipos y esos

conocimientos que pueden salvar la vida de su hija también son construcciones sociales. Yo

preguntaría, Sagredo, si los hechizos del curandero cuántico en la plaza de mercado también son

una construcción social, ¿por qué más bien no acudir al curandero en busca de mejorar la salud



247

de su hija? Daría igual: la tomografía de emisión de positrones del hospital y los cristales de

cuarzo del curandero son rituales producidos por construcciones sociales, entonces ¿para qué

molestarse con los elevados costos del hospital?

(La conversación sobre el universo tocaba sin excepción a todos los espectadores y para un

observador externo habría sido interesante ver cómo la audiencia —a juzgar por sus gestos y

comentarios sotto voce— comenzaba a alinearse espontáneamente con los diversos puntos de

vista expuestos por los contertulios. Es probable que el lector también esté en el proceso de

tomar partido y de sopesar los méritos de los argumentos que se esgrimen en uno y otro lado del

debate. La conversación sobre los asuntos del universo no se les puede dejar exclusivamente a

los físicos y a los astrónomos — todos tenemos interés en el tema y poseemos esa curiosidad

natural por saber más sobre nuestro mundo. Esa premisa sabia se hizo realidad palpable en el

Café Literatura durante las cuatro intensas jornadas que estamos por concluir. Reflexionando

sobre la experiencia, Sagredo comentó que consideraba un error no haber abierto el debate a

todos los concurrentes. Salviati, por temor a que las diferencias de opinión se convirtieran en

altercados incontrolables, recibió con frialdad la idea de Sagredo. Empero, justo cuando se

preparaba para hacer un comentario concluyente, Salviati notó que una dama de porte elegante

y muy segura de su facultad discursiva se paraba en medio de la atenta muchedumbre y sin

mediar preámbulo ni permiso se apropiaba de la última palabra).

LUCY: Mis muy doctos y adormecidos señores: ¿Acaso ustedes no se dan cuenta de que la

visión que tienen del universo se debe al trabajo de varias mujeres? Comencemos por Lucy84

, mi

tocaya, nuestro ancestro homínido, quien hace tres millones de años se aventuró a dirigir los ojos

hacia el firmamento y a mirar el vacío de frente y sin miedo. Pasemos después por Caroline

Herschel, Cecile Payne, Henrietta Leavitt, Vera Rubin, y cientos de mujeres del presente y del

pasado que destaparon la olla del universo con coraje y decisión frente a los impedimentos

irracionales que el género masculino nos imponía; señores, fueron mujeres quienes obtuvieron la

llave del universo. Caroline Herschel construyó telescopios con William, su hermano; fue la

primera mujer en descubrir un cometa y en compilar un catálogo estelar. Henrietta Leavitt

descubrió en las estrellas variables el método que permitió medir las distancias a las galaxias —

y por extensión permitió descubrir la expansión del universo. Leavitt descubrió la ley que



248

relaciona el brillo de una estrella variable con el período de su variabilidad, lo cual hizo posible

la determinación de distancias extra-galácticas. Los logros de Hubble no habrían sido posibles

sin el trabajo de Leavitt. Ella y sus compañeras del Observatorio de Harvard estudiaron más de

300 000 placas fotográficas acumuladas de observaciones realizadas desde 1880, desarrollaron el

método que hasta hoy usan los astrónomos para clasificar las estrellas según su brillo y

características espectrales. Williamina Fleming, la ayudante de Edward Pickering, director del

Observatorio de Harvard, se convirtió en experta en el análisis de espectros, catalogó más de

10 000 estrellas y descubrió las estrellas enanas blancas. Annie Jump Cannon —también de

Harvard— midió y registró el color de 300 000 estrellas, lo cual permitió establecer la

clasificación espectral de las estrellas. Pickering contrató cerca de 80 mujeres, a mitad del salario

de los hombres que hacían un trabajo equivalente, para que analizaran la montaña de placas

fotográficas que estaban almacenadas en el observatorio. Los estudios de Cecile Payne sobre la

composición química de las estrellas fueron fundamentales para poder construir la cosmología

moderna. Con su estudio de las atmósferas estelares ella demostró que las estrellas tienen en

promedio la misma composición consistente en hidrógeno y helio, el dato que motivó a Gamow

para desarrollar la teoría del big bang. Fue Vera Rubin —quien por medio de sus mediciones de

la rotación de galaxias espirales— estableció la presencia de materia oscura en el universo. Ella

se dio cuenta de que la masa de la galaxia inferida de la materia visible no explicaba la gran

velocidad de rotación de las galaxias. Hoy sabemos que sin la materia oscura, la teoría del big

bang se desmorona. La astrónoma Wendy Freedman hizo la medición definitiva de la constante

de Hubble, que indica la rapidez de la expansión del universo, y resolvió de este modo un dilema

que había obstaculizado durante años el trabajo de los astrónomos por 60 años. Ustedes los

hombres no se dan cuenta de que para entender el universo es necesario tener los pies en la tierra,

hace falta estar libre de cualquier ideología que enturbie la claridad de la razón. No se han

podido despojar de la odiosa ideología aristotélica que tanto frenó el avance de la cosmología.

Encuentro ofensiva la filosofía aristotélica porque consideraba inferior a la mujer. Muchos de los

“hombres” que hicieron contribuciones importantísimas a la humanidad eran en realidad mujeres

que tuvieron que hacerse pasar por hombres para hacer escuchar su voz por encima de prejuicios

arraigados.



249

Lucy calló y las últimas palabras que había pronunciado siguieron haciendo eco en el recinto que

ahora, lejos de todo bullicio, estaba sumido en un silencio sepulcral. Salviati, Simplicio y

Sagredo, quedaron atónitos, al igual que el resto de la concurrencia — pasmados como si se les

hubiera aparecido un ser extraterrestre. De repente esa efímera suspensión del tiempo fue

interrumpida de un sacudón por un gatuperio descomunal que se formó cuando a las estridentes

protestas de los escandalizados se les sumaron los gritos de los admiradores. Aquello se convirtió

en un desmadre de proporciones épicas. Los transeúntes y los vecinos pronto se dieron por

enterados de la conmoción y acudieron en tropel para presenciar de primera mano el irregular

jolgorio. Manuel, el administrador del café, se percató del problema que tenía entre manos y

marcó el número de emergencia. A los pocos minutos se hicieron presentes tres policías que le

ayudaron a cerrar con tranca las puertas del negocio. Uno de los testigos que alcanzó a

vislumbrar lo que ocurría quedó por fuera, en la calle, después del intempestivo cierre y se

convirtió ipso facto en el narrador oficial de lo ocurrido. Según el afortunado individuo ahora

colmado de atención, los sabios que dialogaban dentro del café conocían los secretos del

universo y los estaban repartiendo a todo el que quisiera escuchar. La noticia se propagó como

llama en un pajar — y hasta en los pueblos aledaños se sintieron los remesones sísmicos del

acontecimiento cósmico. Por doquier circulaban mensajes de texto que se transmitían por vía

electrónica y que anunciaban la presencia de grandes sabios que traían al mundo portentosas

revelaciones. En menos de lo pensado se empezaron a armar tumultuosas romerías de curiosos,

magos y otros sabios que sentían que una profunda fuerza universal los atraía hacia la verdad. En

la calle los curiosos que no pudieron entrar protestaban con vigor e insistían en que se les querían

ocultar secretos importantes. Entre tanto el regocijo y la rabia continuaban dentro del

establecimiento y a Manuel, viendo que no podía controlar la chusma, se le ocurrió subir el

volumen de la música (la pista que sonaba en ese momento era “Decisiones”, del panameño

Rubén Blades). Sacudida ahora por el ritmo de la salsa que invadía el ambiente y contagiaba a la

concurrencia de la necesidad de moverse, la fiesta viró de rumbo. En una esquina los

escandalizados se rasgaban las vestiduras, en la otra se hacían brindis improvisados de prosa

florida y barroca — y el reducido espacio libre se convirtió en pista de baile. Los enamorados

reiteraban sus promesas de amor eterno, ahora renovado y cósmico, y algunos llegaba hasta a

declarar que su unión se había iniciado en verdad millones de años atrás en el centro candente de

una estrella lejana cuando los amantes conformaban un único sustrato de átomos. Los personajes



250

más susceptibles de caer en disquisiciones seudo filosóficas se dejaron llevar por el señuelo del

vino, bajo el influjo del cual pronunciaban frases grandilocuentes y expresiones como “el quid

del asunto es…” o “… la problemática de la hermenéutica asociada con las observaciones

aminora la validez del big bang”. Asaltados y poseídos por el ritmo, Lucy, Alcibíades, Simplicio,

Sagredo y Salviati encontraron pareja y se lanzaron al ruedo donde empezaron a bailar con

desenfreno mientras vociferaban la letra de “Decisiones” e improvisaban coplas. El alboroto

duró hasta la mañana del día siguiente cuando, trasnochados y apaciguados, nuestros

protagonistas lograron con sigilo y discreción abrir el portón de atrás y escabullirse sin ser

notados por la multitud aglomerada frente al establecimiento. Allí había brotado toda una aldea

improvisada de carpas poblada por curiosos, profetas, brujos y tarotistas que esperaban con

ansias la revelación inminente de las verdades del universo. En medio de la muchedumbre, neo

hippies mechudos vendían medallones de cuarzo para atraer energías positivas y limpiar el aura y

chamanes de todos los orígenes ofrecían ungüentos curativos y poderosos elixires que daban la

inmortalidad. En torno a distintos predicadores que ofrecían todo tipo de recetas cósmicas para

prolongar la vida o alcanzar el estado de claridad perfecta se formaban aglomeraciones menores.

Un experto en ufología anunciaba en mensajes crípticos la visita inminente de alienígenas,

informaba sobre la existencia de mundos paralelos, agujeros gusano y naves de plasma. La

audiencia seguía hipnotizada las laberínticas explicaciones del ufólogo y aseguraba que el

personaje era un “contactado” que tenía las pruebas científicas para comprobar la existencia de

extraterrestres. Entre tanto, en una carpa vecina, el tema era la mejora de las relaciones

personales y los avances de la tecnología de la auditación para maximizar el desarrollo del poder

mental del ser humano. Más allá un gurú de la Nueva Era explicaba los intríngulis del calendario

Maya y cómo el fin del mundo era inevitable y estaba predicho para el 21 de diciembre del 2012.

Los astrónomos Mayas —decía el experto— vaticinaron para ese día una secuencia interminable

de calamidades planetarias portentosas. La certeza de la sentencia radicaba en la precisión

matemática del ciclo calendárico Baktun, de 394 años que completa su décima tercera y última

instancia en ese día nefasto. Para que no quedara duda alguna sobre la seriedad del asunto, el

sabio informó a la transfigurada audiencia que la predicción Maya quedaba científicamente

confirmada con los estudios astronómicos del ciclo de precesión de los equinoccios — que cada

25 800 años produce una alineación especial entre el Sol y el centro de la galaxia, el cual ocurrirá

justamente el 21 de diciembre del 2012. El flujo ininterrumpido de personas continuaba



251

alimentado el ansia colectiva por las anunciadas revelaciones de los sabios del Café Literatura.

Sin darse cuenta que dentro del establecimiento la fiesta ya se había extinguido, se propagó el

rumor de que los sabios saldrían al mediodía y harían un anuncio de gran importancia para la

humanidad.

quod erat demonstrandum



252

Capítulo 5

COSMOLOGÍA, CIENCIA y SOCIEDAD

La ciencia está construida de hechos al igual que de ladrillos una casa.

Pero así como un montón de piedras no hace una casa, igual una

colección de hechos no es ciencia.

Henri Poincaré

¿Cómo es posible que las matemáticas, siendo un producto de la mente

humana independiente de la experiencia, se ajuste admirablemente a los

objetos reales? ¿Es la razón humana, aislada y con el mero pensar capaz

de comprender las propiedades de los objetos reales?

Albert Einstein

Figura 5-1. ¿Qué se esconde debajo del velo?

¿Qué necesidad tenía el autor de dejar entrar a un borrachín, unos neo hippies y unos cuantos

espectadores anónimos confundidos a un diálogo sobre cosmología? Aun sin la compañía de

esos elementos peregrinos, Simplicio, Sagredo y Salviati parecían estar bastante confundidos.

Simplicio encontró que la teoría del big bang no portaba el sello indeleble de certeza que él

esperaría de una teoría científica y terminó no aceptando el big bang. Salviati, a pesar de estar

bien informado, no entendió porqué los argumentos perfectamente racionales y la abundancia de

evidencia a favor del big bang que él expuso no fueron suficientes para persuadir a Simplicio y

Sagredo sobre la validez de la teoría. Sagredo no rechazó el big bang pero redujo su estatus al



253

mismo nivel de cualquier mito de la creación. La situación se empeora cuando el autor cede el

micrófono a Alcibíades, Lucy y todos los otros curiosos que quieren participar en el diálogo

cosmológico.

En los 25 años que llevo dando clases y presentaciones a todo tipo de público sobre el origen del

universo he aprendido que el tema le interesa a toda la gente, independiente de su edad o

preparación académica o raíces culturales, sin embargo la mayoría de las veces la reacción es la

misma: una combinación de admiración, curiosidad, rechazo, incredulidad y desinformación. En

resumen, confusión. Justamente como lo encontramos reflejado en los personajes del diálogo. La

conversación que mantuvieron los interlocutores y los extras que aparecieron en la cuarta jornada

contiene todos los elementos que se encuentran en situaciones reales en torno a la cosmología y

para recrear la confusión fue necesario incluir seres aparentemente extraños y posiciones

atarantadas. ¿Por qué tanta confusión? La respuesta inexorablemente nos mete en aguas

turbulentas debido a que estamos penetrando el terreno azaroso de la conducta humana

individual y en sociedad. Si analizamos cuidadosamente la posición en la que terminaron los

interlocutores del diálogo nos damos cuenta que los factores que provocaron ese resultado se

pueden agrupar en tres categorías amplias: cosmovisión popular, ruido y relativismo. En temas

relacionados con las preguntas fundamentales sobre nuestro origen la cosmovisión popular ejerce

una influencia que en algunas personas puede neutralizar cualquier tipo de raciocinio y evidencia

científica. Para Simplicio la teoría del big bang no estaba alineada con su cosmovisión y eso es

suficiente para que él no la aceptara. En ese caso la evidencia científica es irrelevante, tal como

quedó ilustrado cuando Simplicio no pudo mencionar ninguna prueba que lo convenciera de la

validez del big bang. El público en general acepta conceptos y resultados científicos sin ningún

problema excepto en casos que tocan su cosmovisión. Las personas tienden a rechazar la

información si esta reta su sistema de valores. Observen lo que está ocurriendo con el

calentamiento global: los estudios muestran que la gente cree en el calentamiento global y en la

conexión con causas humanas no por la evidencia científica sino por el grado en que el concepto

cuadra con el ideario y los valores de su grupo85

. Esta conducta explica la fuerte correlación que

existe entre la creencia en calentamiento global y la ideología que permea el ambiente donde está

sumergida la persona. Ruido, el segundo factor que citamos como fuente de confusión, se refiere

al tráfico indiscriminado de información sobre el tema. Una búsqueda en el internet sobre “big



254

bang” o sobre cosmología resulta en una indomable mezcla de artículos que van desde elevadas

disquisiciones académicas hasta interpretaciones esotéricas, pasando por el profesor de física que

niega el big bang y el periodista científico que desorientado pregona la muerte al big bang.

Dentro de ese abrumador océano de información caótica e incoherente, ¿cómo hace un estudiante

para discriminar entre contenido valedero y basura? ¿Qué puede hacer un profesor de escuela

que no posee una especialización en astrofísica para detectar información engañosa en una

exposición envenenada por ideología pero vestida de traje académico? Alcibíades mencionó dos

nombres de científicos que niegan el big bang, Robitaille y Narlikar. No son los únicos críticos

del big bang, existe toda una gama de enemigos del big bang, entre los cuales se incluyen

agentes programados para avanzar su agenda ideológica. Robitaille publicó un artículo en el

New York Times86

donde niega el big bang usando argumentos totalmente idiotas y falsos, sin

embargo la percepción para un lector que no sea astrofísico es que si lo dice un profesor

universitario que porta el título PhD la teoría del big bang debe estar en problemas serios.

Narlikar, por otro lado es un físico que ha hecho su carrera cuestionado la teoría del big bang. Su

actividad se podría calificar de “normal” dentro del debate académico que rodea la gestación de

teorías que apuntan a lo fundamental. Sin embargo, en cosmología, el debate interno entre los

especialistas desbordó en la arena pública. El tercer punto — relativismo — concierne un intenso

debate milenario sobre la objetividad del conocimiento adquirido siguiendo el método científico.

Grandes filósofos, científicos y sociólogos se han pronunciado al respecto en un debate de 2 600

años que aun no muestra los síntomas de haberse resuelto. Inmiscuirse en ese debate sería como

pelear con molinos de viento, sin embargo debido a la fuerte incidencia del debate en el discurso

cosmológico no lo podemos dejar a un lado. El reto para mí es el de extraer los puntos más

relevantes del debate para entender la cosmología moderna y la recepción que esta ha tenido por

parte de la sociedad.

Cosmología y cosmovisión

Cuando hablamos de cosmovisión en términos genéricos nos podemos referir a la manera de ver

el mundo a nivel individual o a nivel grupal. Simplicio, Sagredo y Salviati exhiben los tres

alineamientos característicos de la cosmovisión popular, la relativista y la científica



255

respectivamente. Aquí el lector va a querer que le recordemos la definición de cosmovisión que

ofrecimos en el capítulo introductorio: es el conjunto de ideas que permiten interpretar y ordenar

los eventos que suceden en el mundo, incluyendo eventos naturales y aquellos relacionados con

la conducta humana.

La cosmovisión de un individuo no solamente se nutre del ambiente cultural en su entorno sino

también — y en mayor medida — en el sentido común, esa brújula que con base en la

experiencia directa nos informa sobre cómo es el mundo que los sentidos nos presenta. Cuando

llegamos a adultos, normalmente el cerebro ha desarrollado una serie de guiones que nos sirven

para analizar situaciones y sacar conclusiones. El sentido común se puede entender como

conocimiento práctico no especializado. La física de Aristóteles es tan fácil de asimilar

precisamente porque es la física del sentido común: los cuerpos más pesados caen al piso más

velozmente, el movimiento de un objeto cesa cuando se retira la fuerza que lo genera, la Tierra

está en el centro del universo y el Sol gira en torno a la Tierra. Estos son ejemplos de

observaciones que a primera instancia nos parecen obvias porque son consistentes con la

experiencia directa, ¿experimentamos directamente el movimiento de la Tierra alrededor del Sol?

¡No! El sentido común que guió a los filósofos de la época de Aristóteles les indicaba que la

Tierra no se mueve, es el Sol el que se mueve. En ese sentido todos somos aristotélicos, sin

embargo, aquí existe un pequeño problema: la naturaleza no se comporta de acuerdo a los

dictados del sentido común. Aunque no lo experimentemos directamente la Tierra se mueve en

torno al Sol, un cuerpo sigue en estado de movimiento cuando se retira la fuerza que lo genera y

todos los cuerpos caen al piso con la misma aceleración. El desarrollo de las teorías físicas más

exitosas de siglo XX — la relatividad y la mecánica cuántica — nos mostró de manera punzante

que la física del sentido común falla estrepitosamente y que tenemos que despojarnos del bagaje

del sentido común para abordar el camino hacia el entendimiento del universo en su totalidad.

La experiencia directa y el sentido común nos entregó el modelo geocéntrico del universo. Con

De Revolutionis Copérnico propone un modelo abstracto que no corresponde con la experiencia

directa, sin embargo algunos filósofos naturales de la época de Copérnico y Galileo se oponían a

la tesis heliocéntrica no solamente por razones bíblicas sino porque el modelo geocéntrico

explicaba bien las observaciones astronómicas acumuladas en ese entonces y porque el modelo



256

propuesto por Copérnico no gozaba de evidencia experimental: según Copérnico la distancia que

separa la Tierra del Sol es tan extensa que en un período de medio año la Tierra se trasladaría a

una distancia de 300 millones de kilómetros (datos modernos) al otro lado de su órbita en torno

al Sol lo cual quiere decir que estamos observando el cielo desde otro punto completamente

distinto e implica que la posición aparente — relativa al fondo de estrellas — de objetos

astronómicos no muy lejanos debería ser diferente. Este efecto — llamado paralaje — lo

podemos experimentar de la siguiente manera: con la mano derecha extendida y con el ojo

derecho tapado observe cuidadosamente su dedo pulgar y ponga atención a la posición que el

pulgar ocupa relativo al paisaje en el fondo lejano. Ahora abra el ojo derecho y cierre el

izquierdo cuidando de no mover la mano extendida. Observará que el dedo pulgar ha cambiado

de posición relativa al paisaje lejano. En la versión astronómica de este sencillo experimento el

paisaje lejano serían las estrellas fijas en un fondo muy profundo, el dedo pulgar sería una

estrella relativamente cercana a la Tierra, y las observaciones del ojo derecho y del ojo izquierdo

serían observaciones astronómicas realizadas cuando la Tierra se encuentra en dos puntos de su

órbita que se encuentran diametralmente opuestos. Las observaciones astronómicas en la época

de Copérnico y Galileo no mostraban el efecto de paralaje que se esperaba en el modelo de

Copérnico.

Galileo observó que el planeta Venus — como la Luna — exhibe fases y en el fenómeno

reconoció la evidencia de que los planetas sí se mueven en torno al Sol. El argumento, sin

embargo, perdió tracción porque existía otro modelo geocéntrico, el de Tycho Brahe, que

también explicaba las fases de Venus. La prueba definitiva del modelo heliocéntrico de

Copérnico sólo viene establecida muchos años más tarde (1830) con la observación del paralaje

estelar87

y viene con el agravante de ser disponible sólo a individuos ilustrados en los métodos de

los astrónomos. El modelo geocéntrico es rechazado y de paso se desacredita al sentido común

como método para generar conocimientos validos acerca del mundo. Todo eso a un alto costo,

puesto que se revela una realidad externa que encierra conceptos más complejos y abstractos de

lo que la experiencia directa indica. A partir de este momento queda claro que no podemos

construir un modelo del universo con una mera acumulación de observaciones. La tarea del

cosmólogo se hace más complicada al requerir una elaboración de deducciones lógicas que

emanan de la teoría y que después de mucha manipulación entran en contacto con las



257

observaciones. En otras palabras, los datos son sujetos a interpretación a la luz de la teoría. Una

vez que aceptamos que para elaborar una teoría se requiere procesar las observaciones para

extraer de ellas la información “escondida”, surge la siguiente pregunta: ¿qué nos trata de decir

una teoría: algo sobre el mundo externo, algo sobre el pensar del humano o algo sobre la cultura

del grupo que generó la teoría? La pregunta es lícita y nos ocuparemos de ella más adelante, por

ahora lo que queda claro es que nos tenemos que despojar del aristotelismo y del sentido común

para poder entender la cosmología moderna. Los dolores de cabeza de Simplicio cuando

manifestaba su incapacidad de entender conceptos relacionados con distancias de millones de

años-luz y otros acertijos cosmológicos bajo el pretexto de que “eso no tiene sentido” radican en

su fuerte aferramiento a la lógica del sentido común.

El segundo lastre que tenemos que abandonar son las ideologías. Lucy tenía toda la razón, el

control de la cosmología es intensamente deseado por los sistemas de poder. Basta con

mencionar unos casos históricos para mostrar el daño que la ideología inflige en la investigación

científica sobre el cosmos. En el año 1543 salió publicado el modelo heliocéntrico de Copérnico

se inventó. En vez de colocar a la Tierra inmóvil en el centro del universo Copérnico mandó a la

Tierra a moverse en una órbita circular alrededor del Sol. A pesar de simplificar el modelo,

Copérnico no logra deshacerse completamente de los epiciclos debido a que en realidad las

orbitas de los planetas en torno al Sol no son circulares sino elípticas, sin embargo el modelo

copernicano es aceptado, en gran medida, debido a que en su modelo — contrario a lo que ocurre

con el ptolemaico — el movimiento de los planetas en sus orbitas es circular uniforme, es decir a

velocidad constante. Este era un asunto de vital importancia para los astrónomos del siglo XVI

porque satisface el antiguo principio de estética en el que los movimientos de los cuerpos

estelares deben ser uniformes y circulares (o compuestos de estos)88

. La tarea de revisar las

copias del libro de Copérnico recayó en el teólogo de Núremberg Andreas Osiander, quien

previendo el incendio que provocaría la idea de destronar la Tierra de la posición central

asignada en las sagradas escrituras, adhirió un prefacio anónimo donde advierte que las ideas

propuestas por Copérnico son apenas un instrumento de carácter hipotético para facilitar los

cálculos astronómicos y que de ninguna manera se pretendía afirmar algo sobre la verdadera

organización del cosmos. Como la iglesia estaba interesada en el mantenimiento del calendario

litúrgico y el cálculo de la fecha de pascua, inicialmente la iglesia permitió el uso del modelo



258

heliocéntrico porque daba resultados más precisos. El libro de Copérnico fue expurgado y

depurado de errores y la iglesia permitió su uso siempre y cuando se entendiera como un

instrumento de ayuda a los cálculos astronómicos mas no como afirmación sobre la realidad de

las posiciones y movimientos del Sol, la Tierra y los planetas.

El 16 de junio de 1933 la Sagrada Congregación de la inquisición condenó a Galileo por el delito

de vehemente sospecha de herejía. La condena consistió en prisión indefinida, además su libro

Diálogo fue prohibido y se le obligó a abjurar sobre su posición favorable a la cosmología

copernicana. La suerte de Galileo se debió a que él retó a los teólogos en relación a la

interpretación de las sagradas escrituras sobre asuntos de la naturaleza, lo cual era un problema

central en la confrontación con los protestantes. Él sostenía que la biblia no era un texto

científico, lo cual dejó plasmado en el astuto adagio que dice “la biblia enseña cómo se va al

cielo, no cómo va el cielo”. Con Diálogo Galileo logró desatar la ira del papa Urbano VIII

(Maffeo Barberini) por sostener el modelo copernicano y — según algunos jesuitas que

asesoraban al papa — por burlarse de los argumentos aristotélicos sostenidos por el mismo papa.

Uno de los argumentos usados por el inquisidor Vincenzo Maculano fue la acusación contra

Galileo de haber desobedecido la orden de no promover el sistema cosmológico heliocéntrico.

En 1616 el cardenal Roberto Bellarmino por orden del papa Paulo V amonestó a Galileo y le

ordenó que se abstuviera de propagar la noción falsa y contraria a las sagradas escrituras de que

el Sol está inmóvil en el centro del mundo y que la Tierra se mueve alrededor del Sol89

.

La cosmología del big bang no ha sido inmune de atropellos ideológicos. Quizá el ejemplo más

irónico se dio cuando el mismo Einstein, influenciado por concepciones aristotélicas, no vio el

big bang que posaba frente a él. Allí muy placido reposando sobre el papel donde escribía

ecuaciones el big bang le hacía muecas a Einstein, sin embargo él no las vio porque en su cabeza

el universo no podía ser dinámico, lo cual es un residuo del aristotelismo. En la Unión Soviética

los controles de pureza ideológica, que hicieron tanto daño al campo de la genética con el trabajo

de Lysenko90

, también afectaron a la cosmología. La filosofía oficial del sistema — el

materialismo dialéctico — no toleraba el trabajo de investigación en la teoría del big bang por no

alinearse con la ideología marxista. Por mandato el universo tenía que ser infinito en extensión,

eterno, sin principio ni evolución. Friedrich Engels y Karl Marx incorporaron en el materialismo



259

dialéctico las nociones mecanicistas que ofrecía la ciencia de sus días, las cuales les sirvieron

para responder a las críticas del Marxismo provenientes de posiciones teístas. No había lugar

para dios en un universo ilimitado y sin comienzo, alegaban los defensores del materialismo

dialéctico. Obviamente tampoco había lugar para la cosmología del big bang en un régimen

comunista. Cuando los cosmólogos soviéticos comenzaron a interesarse por el big bang sus

publicaciones tenían que pasar por la censura del régimen y las que lograban pasar las pruebas

ideológicas venían acompañadas de advertencias al estilo Andreas Osiander indicando que el big

bang era usado como una mera hipótesis de trabajo que nada tenía que ver con el mundo real91

.

Una situación similar sufrían los cosmólogos en la China. En 1972 cuando el astrofísico chino

Fang Lizhi publicó un artículo sobre cosmología del big bang fue severamente hostigado por el

aparato político chino y acusado de propagar ideas seudo científicas que iban en contra de los

intereses de la clase trabajadora92

. Fang Lizhi tuvo que abandonar China y buscar refugio

político en Estados Unidos. La década de 1950 no fue nada favorable para la teoría del big bang,

los físicos no la tomaban en serio y algunos sospechaban de un modelo sobre el origen del

universo propuesto por un teólogo (Georges Lemaitre). Para empeorar la situación recordemos el

pronunciamiento papal que mencionó Salviati, cuando Pio XII anunció que la cosmología del big

bang era compatible con el dogma Cristiano. Es incalculable el daño que estas palabras le

causaron a la cosmología del big bang: hubo estampida de científicos que quisieron distanciarse

de un concepto asociado a una ideología marcada por la autoridad religiosa. Queda claro, la

ideología obstruye el estudio del universo. Lucy tenía la razón.

Ciencia y cultura popular

Cuando Simplicio intenta entender el big bang capta bien los conceptos que Salviati le explica y

aprecia el valor de la evidencia, el problema es que cualquier crítica que escucha sobre el big

bang, seria o insustancial, lo desorienta y termina otorgando en su cabeza el mismo peso a la

información superficial que leyó en un sitio en el internet o a sólidos conocimientos científicos

que llevan 80 años acumulados de experimentación y observaciones. Para alguien no

especializado en el tema de la cosmología es difícil navegar un terreno intelectual donde bullen

todo tipo de ideas, algunas de las cuales son ecos del debate interno entre los astrofísicos,

mientras que otras son ideas torcidas que siembran los enemigos del big bang. Han salido libros



260

dedicados a derrumbar al big bang, unos promovidos por agentes ideológicos, otros por

personajes del mundo académico que quieren ventilar sus disputas en el espacio público. Los

autores maquillan muy bien sus argumentos, llenan las páginas de citas importantes, cifras,

resultados muy elaborados, nombres de científicos que refuerzan sus argumentos, pruebas

contundentes que ponen en duda todo el edificio del big bang, y acusaciones de dogmatismo y

ortodoxia a los cosmólogos del big bang. Simplicio no sabe a quién creer, está confundido.

La fuente de confusión que más daño causa son los mismos cosmólogos cuando no son capaces

de mantener confinada en su debido lugar la batalla de los egos y salen en foro público acusando

a sus colegas de dogmatismo y deshonestidad. Entiendo la frustración de Salviati cuando escucha

las quejas de los físicos y astrónomos anti big bang que con fervor de activismo político

pregonan ser víctimas de persecución académica. Está bien que Alton Arp rete en publicaciones

profesionales la interpretación cosmológica del desplazamiento rojo con observaciones de

sistemas cuásares ligados físicamente, está bien que Narlikar rete la interpretación del origen

cosmológico de la radiación cósmica de fondo, así es como avanza la cosmología, las bases de

datos electrónicas están llenas de artículos que ponen retos a los supuestos y a los resultados de

la cosmología moderna. La indagación científica en asuntos fundamentales como la evolución, el

origen de la vida, al origen del universo, siempre vienen rodeadas de controversia. En esos casos

es mucho lo que está en juego, la combinación de grandes egos con el afán de protagonismo hace

que el debate cobre un lustre de dimensiones épicas. La historia está repleta de esas batallas de

los egos. El padre jesuita Christopher Scheiner y Galileo mantuvieron notables escaramuzas en

torno al descubrimiento e interpretación de las manchas solares93

. La disputa iba más allá de la

justa atribución del descubrimiento de manchas solares, en juego estaba uno de los pilares de la

cosmología aristotélica: si el Sol verdaderamente tiene manchas cae al piso el dogma aristotélico

de la perfección e incorruptibilidad de los cuerpos celestes. La interpretación de Galileo decía

que las manchas solares eran defectos del Sol que posaban sobre su superficie — y que a

propósito dicha interpretación guió a Galileo a descubrir que el Sol tiene un movimiento de

rotación de aproximadamente 25 días — mientras que Scheiner, para salvar apariencias y

proteger al Sol de injurias anti-aristotélicas, mantenía que el Sol era el cuerpo perfecto que

esperábamos y que las manchas eran producidas por pequeños planetas en órbita cercana al Sol.

Con esta pelea Galileo se echó de enemigos a los poderosos jesuitas de Roma y así quedó sellada



261

su suerte: años más tarde los jesuitas llenaron el oído del papa que lo condenó. La historia de la

ciencia nos ofrece muchos otros ejemplos. Robert Hook acusó a Newton de plagiarismo y

alegaba que él había desarrollado la ley de gravedad antes que Newton. En su reporte a la

Sociedad Real sobre el tratado Óptica de Newton, Hooke salió con acusaciones similares

diciendo que el contenido del tratado ya había sido desarrollado por él mismo. Newton y Leibniz

encendieron una pelea mordaz en torno al descubrimiento del cálculo infinitesimal. Einstein y

Hilbert polemizaron sobre la formulación de las ecuaciones de la relatividad general. Los

encuentros entre Curtis y Shapley sobre la naturaleza de la galaxia fueron recreados en el

segundo capítulo. Como era de esperarse las batallas campales no escasearon en la cosmología

moderna. Vimos cómo Hoyle obstinado por mantener su modelo estacionario se peleó con

Gamow hasta el punto que Gamow, hastiado por la mezquindad de la confrontación, abandonó la

cosmología. Hoyle aprovechaba cuanta oportunidad se le presentara para despotricar en contra

de los científicos que trabajaban en la teoría del big bang, acusándolos de deshonestos y

anticientíficos94

. Las pataletas de Arp, Burbidge, Narlikar y los otros amigos de Hoyle — que

hoy en día continúan rezongando — son el residuo de la batalla entre el modelo estacionario y el

big bang. Estos individuos publican libros, cartas y sitios en la Internet donde comparan a la

ciencia del big bang con la inquisición alegando que es una ortodoxia que no acepta

desviaciones, censuran las publicaciones que retan el big bang y controlan los presupuestos de

investigación para suprimir deliberadamente cualquier intento a remover el dogma oficial95

. Los

enemigos del big bang que tienen una agenda ideológica adoran este tipo de acusaciones porque

como vienen de otros científicos pueden armar un fuerte argumento que dice “¡aja! el big bang

no es cierto, ni los mismos científicos están de acuerdo”. El trabajo en ciencia es duro y cruel, a

mí y a todos mis colegas nos han rechazado artículos y no exactamente porque no complacieron

a los guardianes de la ortodoxia. Narlikar y compañía desarrollaron un modelo alterno al big

bang — llamado modelo cuasi-estacionario — reciclando el modelo estacionario de Hoyle y

sobrepasando los obstáculos impuestos por la inquisición del “santo oficio del Astrophysical

Journal” su trabajo ha salido publicado en los journals profesionales96

. ¡Fantástico! ese es el foro

apropiado y entre más retos reciba el big bang mejor porque así es como saldrán expuestas las

fallas del modelo que hay que corregir o arrojarlo al cesto de la basura si finalmente no es

consistente con los datos. El problema con el modelo cuasi-estacionario es que no es consistente

con los datos de la radiación cósmica de fondo, en particular las predicciones que hace el modelo



262

sobre el espectro angular de la radiación de fondo (lo que hemos llamado la “curva de camello”

en el tercer capítulo) están muy lejos de las mediciones reportadas por numerosos experimentos,

WMAP siendo el más notable.

¿Cómo emerge una teoría científica?

¿Podemos confiar en la teoría del big bang? ¿Tiene esa teoría algo que ver con la realidad? Me

parece que si queremos entender lo que la ciencia dice sobre el universo es importante saber la

respuesta a estas preguntas fundamentales. Vimos a Salviati y Sagredo enfrascados en una

polémica cuasi-filosófica sobre estos temas, pero debido a la dificultad del asunto al final fue

más confusión y chispas que claridad. La tensión entre Sagredo y Salviati refleja dos posiciones

opuestas ante el conocimiento científico del universo que tienen una larga historia. Esos dos

puntos de vista constituyen el eje de un debate milenario en torno a otro conjunto de preguntas

relacionadas pero de carácter aun más fundamental: ¿se puede conocer la realidad externa?

¿Tenemos los humanos acceso directo a la realidad del mundo? O ¿estamos inexorablemente

supeditados a una realidad vista desde la distorsionada perspectiva humana? Los filósofos han

tomado posiciones en todos los lugares que se encuentran entre los dos extremos. Las posiciones

de Salviati y Sagredo son una caricatura de las manifestaciones modernas de ese debate. Por un

lado Salviati defiende una visión realista basada en la existencia de una realidad objetiva que

puede ser alcanzada por el método científico, por otro lado está Sagredo con su provocativa

afirmación de que una teoría científica es una construcción social que responde a los deseos de la

comunidad mas no a la realidad externa. Queridos lectores, la situación es mucho más compleja

de lo que cabe en irrisorias caricaturas. Veamos cómo llegamos aquí.

Comienzo del problema

Todo comenzó el día 28 de mayo del año 585 a.C. en un rincón de Turquía. Los ejércitos de los

Medios se enfrentaban contra los Lidios en un episodio más de una guerra que parecía

interminable. En plena batalla el día se hizo noche inesperadamente, el ambiente se llenó de un

misterioso frio que confundió a los soldados quienes dándose cuenta del mal humor manifestado



263

por los astros leyeron en el recóndito evento un presagio que los impulsó a suspender la batalla y

hacer las paces. Según el historiador griego Heródoto de Halicarnaso el eclipse solar que puso fin

a la guerra de los Medios y Lidios fue predicho por el sabio Tales de Mileto. Los documentos

históricos y el análisis astronómico muestran que efectivamente el eclipse sí tuvo lugar97

. Tales

fue un gran filósofo, astrónomo y matemático a quien se le atribuye el origen de la ciencia y la

filosofía98

— disciplinas que llegaron al mundo en el mismo paquete. Se especula que para el

cálculo de la fecha del eclipse Tales se ha podido basar en el conocimiento de los ciclos que

regulan los eclipses y que recibió de los astrónomos asirios y babilónicos del siglo VI a.C.

Aristóteles reporta que para Tales el principio constituyente de todas las cosas, es decir el arjé,

era el agua. ¿Por qué no? En su pueblo natal a orillas del Mediterráneo se veía agua por todos los

lados, los seres vivos estamos llenos de líquido, los metales fundidos se convierten en líquido, las

plantas crecen a orillas de los ríos, el aire está lleno de vapor de agua y el agua forma cuerpos

sólidos cuando se convierte en hielo. El punto que se quiere resaltar es que Tales buscó una

explicación natural y racional al mundo. La manera de pensar de Tales se contrapone a la

costumbre de los poetas de invocar a las musas para extraer de ellas un cuento — un mito, del

griego mutos — que dé explicación al mundo. Antes de Tales se acudía a los poetas con sus

mitos para hallar respuestas a las preguntas fundamentales, la mitología griega contenida en la

obra poética Teogonía de Hesíodo era la fuente que ofrecía respuestas sobre el origen y

organización del mundo. En el poema de Hesíodo el mundo apareció del abismo y luego surgió

el dios Eros — el amor — que permitió engendrar otras deidades que crearon a otras deidades y

así hasta llegar a los ríos, pájaros y humanos. A partir de Tales la historia del pensamiento

occidental se divide en dos: los seguidores de Tales (cosmovisión científica) y los seguidores de

los poetas (cosmovisión relativista). Tales con la noción de que el cosmos se puede entender y

explicar bajo la guía de la razón — logos — le quitó a los dioses el poder insustancial, otorgado

por la imaginación humana, para explicar el mundo. Tales dio una explicación correcta al eclipse

del 585 a.C. — la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra — y con la predicción del eclipse

demostró que la razón es más precisa y productiva que la costumbre de llenar los huecos de

ignorancia con dioses anónimos y arbitrarios. Liberando los fenómenos naturales de la

intervención de deidades improbables Tales sembró la semilla de la ciencia, el resto es historia.



264

Después de Tales cabe resaltar al personaje presentado por Alcibíades como un verdadero

humanista que vuelve a traer al humano al centro de la cosmología. Protágoras de Abdera vivió

por los años 485 — 415 a.C. y perteneció a un grupo de instructores errantes, llamados sofistas,

que enseñaban el buen uso de la palabra, servicio por el que cobraban jugosas sumas. Para ellos

la retórica era un instrumento necesario para ganar poder político. Los sofistas decían a sus

discípulos que en cualquier disputa existen dos posiciones opuestas, que siempre era posible

elaborar buenos argumentos a favor de un lado o el otro y que al final no existían valores ni

verdades absolutas, el lado victorioso de la disputa pertenecía a aquel quien manejara la retórica

con mayor destreza. Sin duda los servicios de los sofistas encontraron gran demanda en la Atenas

de la época de Protágoras donde se practicaba la democracia. Allí los políticos contrataban a los

sofistas como una especie de agentes de relaciones públicas99

. En los sofistas vemos encarnada

la cosmovisión relativista de forma explícita: no existe una verdad absoluta, las verdades son

fabricadas por las comunidades de acuerdo a convenios. Esta formulación del relativismo quedó

plasmada en el aforismo de Protágoras “el ser humano es la medida de todas las cosas” que niega

la posibilidad anhelada por Tales de Mileto y otros filósofos pre-socráticos de llegar a un

conocimiento certero del mundo. En otras palabras el conocimiento científico no es posible, todo

es opinión. Si me prolongué demasiado con los sofistas es porque aquí encontramos las raíces

del relativismo expuesto por Sagredo, el relativismo está muy de moda en nuestra sociedad

contemporánea y los sofistas no son una curiosidad de la antigua Grecia, hoy se llaman

“postmodernistas” y los encontramos muy activos en sus cátedras académicas donde siguen

ejerciendo una influencia desmedida.

Platón vivía enfurecido con los sofistas y dedicó gran parte de sus diálogos a corregir — según él

— la abominable aberración del relativismo. Para Platón la razón es la única fuente de

conocimiento seguro y el mundo es inconcebible sin la existencia de verdades y valores

absolutos. Un elemento central de su filosofía es la existencia de “formas puras” o “ideas puras”

que hacen referencia a las ideas universales e inmutables que contienen todo lo que es común a

un objeto o valor. En el diálogo Teeteto Platón ofrece una vigorosa refutación del relativismo

consiste en usar los mismos argumentos relativistas para desvirtuar el relativismo. Para explicar

este argumento vamos a adaptarlo al ambiente académico actual. Los sociólogos de la ciencia

estudian el quehacer del científico y tratan de entender cómo las teorías científicas ascienden y



265

son aceptadas. Una línea de sociólogos sostiene la noción expuesta por Sagredo que dice que una

teoría científica es una construcción social, es decir no refleja necesariamente algo sobre una

realidad externa sino más bien refleja un acuerdo entre la comunidad de científicos y por lo tanto

está sujeta a cambios que responden a factores sociales. Así respondería Platón: “mis queridos

señores postmodernistas, si aceptamos su tesis quiere decir entonces que su misma tesis es una

construcción social, por lo tanto no le voy a prestar mayor atención ya que es una noción sujeta

al cambio y el día de mañana será reemplazada”. En resumen, Platón les dice a los sofistas que si

ellos quieren ganar sabiduría, lo cual parece ser algo que les interesa de lo contrario no cobrarían

altas sumas de dinero por sus servicios de enseñanza, entonces tendrían que abandonar el

relativismo ya que el relativismo niega la posibilidad de adquirir conocimiento certero sobre el

mundo.

Cuando Platón murió en el año 348 a.C. seguramente estaba muy cerca de su lecho uno de sus

estudiantes más brillantes, un muchacho de 36 años procedente de Macedonia que llevaba 20

años siendo su discípulo. Se trata de nuestro amigo Aristóteles de quien tanto hemos hablado en

este libro. Al pobre Aristóteles le hemos dado palo todo el tiempo, en Diálogo Galileo arremetió

contra él como si fuera diversión y aquí estamos culpándolo del retraso de la cosmología

científica. Es hora de darle un descansito y brindarle un bien merecido reconocimiento. Cuando

uno estudia a Aristóteles y alcanza a apreciar la envergadura de su obra filosófica uno queda

absolutamente maravillado. La coherencia del corpus aristotélico es aplastante, la lógica de sus

argumentos es contundente y su acumen filosófico pareciera que no tiene fondo. Aristóteles

escribió los tratados en biología, zoología, sicología, astronomía, meteorología, matemáticas,

retórica, política, ética, lógica, física y metafísica que sirvieron de base para el curriculum de las

universidades europeas desde que fueron fundadas. No obstante la grandiosa contribución de

Aristóteles al avance del conocimiento, con respecto a la ciencia su papel es problemático. Por

un lado Aristóteles compartía con Platón su rechazo al relativismo y su obra cimentó la

aproximación racional al conocimiento de la naturaleza. Existe una realidad objetiva allá fuera

independiente del humano, decía Aristóteles. Por otro lado, su confianza en los fenómenos y en

nuestra percepción directa de ellos fue la causa del retraso en el avance de la cosmología del que

tanto se quejaba Galileo. La cosmología de Aristóteles se basa en el sentido común y en la

observación directa de la naturaleza, sin embargo, por noble que parezca esa directriz engendró



266

un modelo cosmológico erróneo — el modelo geocéntrico. Cabe preguntarnos, ¿por qué perduró

la influencia de Aristóteles por tantos siglos? La respuesta tiene que ver con teología. Veamos

cómo: durante los primeros 1 000 años del cristianismo los padres de la iglesia solo conocían el

platonismo, sin embargo a mediados del siglo XII surgió gran interés por Aristóteles por parte de

filósofos musulmanes como Averroes y Avicena y judíos como Maimonides. Las autoridades

eclesiásticas, aunque inicialmente miraban con sospecha el aristotelismo, tomaron nota y

mandaron a uno de sus teólogos más brillantes a ver qué era lo que pasaba con Aristóteles.

Efectivamente, el teólogo Tomás de Aquino se encargó de estudiar las traducciones de

Aristóteles al latín realizadas por su colega dominicano el padre William de Moerbeke. Tomás

de Aquino cursó estudios en los centros de educación de alto calibre de su época, la Universidad

de Nápoles, el Instituto Dominicano en Colonia (Alemania), y la Universidad de Paris donde

obtuvo un doctorado en teología en 1256, poseía un erudición exorbitante, tenía una inteligencia

bestial y leía los tratados de Aristóteles como si fueran cuenticos de niños. El famoso doctor de

la iglesia enfocó su agudo acumen filosófico en sintetizar la obra de Aristóteles e incorporarla en

la teología cristiana. El curriculum de las universidades durante el siglo XIII estuvo dominado

por el paquete aristotélico tal como fue preparado por Tomás de Aquino — programa que es

conocido con el nombre de escolasticismo. A partir de Tomás de Aquino, desde las pruebas de la

existencia de Dios hasta la explicación de la transubstanciación incorporan la filosofía de

Aristóteles. He aquí la razón por la cual se propagó el error del geocentrismo y porqué los

ataques de Galileo al aristotelismo fueron castigados tan severamente por las autoridades

eclesiásticas. Los teólogos de la época se dieron cuenta de que si los principios aristotélicos

estaban en error el entero edificio de la teología del catolicismo caía al piso. Para los teólogos

censurar a Galileo era un imperativo para salvar a la iglesia con mayor razón cuando los

protestantes andaban pinchándola por otro lado.

Racionalismo contra empirismo

Mientras que Galileo y Newton perpetraban la revolución más importante en la entera historia

del pensamiento occidental los filósofos debatían la cuestión sobre cómo ganamos conocimiento

del mundo externo. Surgieron dos formulaciones rivales: el racionalismo continental versus el

empirismo británico. Los racionalistas (René Descartes 1596-1650, Baruch Spinoza 1632-1677 y



267

Gottfried Wilhelm Leibniz 1646 -1716) siguiendo a Platón, pensaban que el mundo es

inteligible, que tenemos ideas innatas, y que basta con la razón pura para ganar conocimiento

seguro sobre el mundo. Los filósofos insulares (John Locke 1632-1704, George Berkeley 1685-

1753 y David Hume 1711-1776) por el contrario fueron más precavidos y reconocieron los

peligros a los que puede llegar el raciocinio puro sin contacto con la experiencia. Ellos advertían

que con la sola razón podemos llegar a construir quimeras que nada tienen que ver con el mundo

real. Piensen en un caballo con alas, es perfectamente racional, todos hemos visto las alas y los

caballos, con la razón le pegamos alas al caballo formando un objeto nuevo, pero ¿quién ha visto

un caballo con alas? La razón nos puede conducir a conceptos completamente erróneos si los

primeros principios en los que estos se basan son erróneos. La respuesta que dieron los

empiristas sigue la línea de Aristóteles de confiar en la observación. Negando la posibilidad de

que la conciencia albergue ideas innatas, la tesis de los empiristas decía que mediante las

experiencias, es decir la información que nos entregan los sentidos, vamos elaborando un mapa

mental de lo que es el mundo externo. En resumen, el conocimiento sobre el mundo se deriva de

la experiencia. Nótese que tanto los racionalistas como los empiristas admiten la existencia de

una realidad objetiva, la diferencia entre ellos está en la manera como ganamos acceso a esa

realidad. Más adelante Immanel Kant (1724-1804) desarrolló una tesis filosófica donde mezcla

racionalismo con empirismo diciendo que las percepciones sí son la base del conocimiento y

tambén reconoce que existe en la conciencia ciertas condiciones innatas que determinan la

manera como vemos el mundo. Si tuviéramos a Simplicio aquí presente nos estaría

preguntando, bueno y ¿Quién ganó, los racionalistas o los empiristas? Veamos: si examinamos

cómo se desarrolló la teoría de la relatividad de Einstein, la balanza se inclina favorablemente al

lado de los racionalistas ya que los fenómenos relativistas no están al alcance de la experiencia

humana. Por otro lado, los teóricos han desarrollado multitud de teorías perfectamente racionales

que nada tienen que ver con el mundo. Los teóricos han creado un vasto zoológico de quimeras

que, como caballos alados, nadie ha observado: axiones, squarks, higgs, monopolos, neutralinos,

wimps, super cuerdas y otras fantasías exóticas. En la cosmología moderna también podemos

encontrar ejemplos de los riesgos de la razón: se postula la existencia de la energía oscura para

explicar la observación de la aceleración de la expansión del universo. Se llega a la predicción de

esa componente de energía en el universo siguiendo un raciocinio que parte del supuesto de que

el universo es homogéneo, pero ¿qué pasa si el universo en realidad no es homogéneo? En ese



268

caso es posible que la energía oscura sea una hipótesis de algo que no existe, la expansión

acelerada podría ser simplemente manifestación de una asimetría en la expansión causada por la

no homogeneidad del universo. Y ¿qué podemos decir con respecto al empirismo? La

cosmología aristotélica con la Tierra en el centro y el Sol dando vueltas correspondía a las

experiencias ofrecidas por los sentidos, un modelo empirista que resultó ser completamente

erróneo. En conclusión, la tarea de teorizar sobre cómo conocemos el universo es un asunto

difícil que se resiste a ser caracterizado por recetas simples, tanto la razón como los sentidos nos

pueden engañar. La actividad científica tal como es practicada hoy en día tiene una componente

empirista y una racionalista, aunque la ciencia moderna a grandes términos es eminentemente

empírica, no podemos decir categóricamente que se ajusta a la aproximación empirista, si

hacemos una visita a cualquier departamento de física de cualquier universidad encontraremos

físicos teóricos y físicos experimentales.

En el año 1687 salió publicada el Principia, la obra máxima de Sir Isaac Newton donde presentó

las leyes de movimiento y de la gravedad universal con las cuales se pudo explicar la forma

elíptica de la órbita de los planetas en torno al Sol y fueron usadas por los astrónomos para

realizar cálculos precisos de los movimientos planetarios, eclipses y otros fenómenos

astronómicos. El éxito de la teoría de Newton fue tan contundente que en poco tiempo otras

disciplinas comenzaron a emularla. Los Principia y lo que el mecanicismo newtoniano acarreó

fue decisivo para el desarrollo de la sociedad en los siglos venideros. A partir de ese momento la

ciencia se convirtió en una componente estructural de la sociedad. Podemos afirmar sin temor a

exagerar que los avances científicos del siglo XVII fueron el agente inspirador de los ideales de

la Ilustración y el motor de la revolución industrial. La entrada al siglo XX quedó marcada por la

exagerada confianza en la ciencia que a su vez, y por esa misma época, comenzó a provocar una

reacción de rechazo en contra de lo que era percibido como un imperialismo de la ciencia.

Algunos de los filósofos que se interesaron por seguir los triunfos de la ciencia reconocieron que

la ciencia, como actividad generadora de conocimientos seguros, presenta ventajas porque los

productos de la actividad científica son confiables. Un grupo de particular interés — el

positivismo lógico — que se formó en la Viena de la década de 1930 se interesó por identificar

qué criterios diferencian la ciencia de la seudo ciencia y de otras disciplinas con pretensiones

científicas. Los nombres de Karl Popper y Bertrand Russell se destacan, especialmente Popper



269

por definir un criterio muy claro de demarcación que ya fue mencionado en el tercer capítulo en

relación al modelo cosmológico de su amigo austriaco Thomas Gold. Popper, quien fue profesor

de la Escuela de Economía de Londres (LSE), es aclamado como uno de los pensadores más

influyentes de nuestro tiempo. Él quedó impresionado con los resultados experimentales que

confirmaron la teoría de la relatividad general de Einstein. Sigamos en detalle la historia de esta

medición porque nos ayudará a ver con claridad la idea de Popper. Después de haber completado

la formulación de la teoría general de la relatividad en 1916 Einstein predijo con su teoría que

durante un eclipse de Sol la posición aparente de una estrella detrás del Sol se debería desplazar

por una cantidad de media milésima de grado (los astrónomos miden la posición de una estrella

sobre la bóveda celeste en grados, es decir el ángulo relacionado con la dirección hacia donde

apunta el telescopio). Media milésima de grado es equivalente al ángulo que subtiende un balón

de futbol a una distancia de 30 kilómetros, un ángulo bastante pequeño pero suficientemente

grande para ser medido con buena precisión por los telescopios disponibles en esa época. El

desplazamiento de la posición aparente de la estrella se debe a la desviación que sufre la luz de la

estrella al pasar en cercanías del Sol. En la teoría de Einstein el Sol deforma el espacio a su

alrededor — esto es lo que causa la atracción gravitacional — y por lo tanto la luz de la estrella

se desvía. En 1919 se presentó la oportunidad para hacer la medición durante el eclipse solar del

29 de mayo que sería visible en totalidad desde lugares cercanos al ecuador terrestre. Los

astrónomos Frank Watson Dyson director del Observatorio de Greenwich y Arthur Stanley

Eddington de quien ya hemos hablado bastante, los dos muy versados en astrometría, se

encargaron de organizar una expedición para observar el eclipse y ver si el efecto predicho por

Einstein era real o no. Eddington viajó a la isla de Príncipe en la costa de África occidental y

Dyson mandó dos de sus asistentes a una estación en el norte de Brasil. El efecto fue observado y

la medición entregó resultados que mostraron inequívocamente la validez de la teoría de

Einstein. Dicho sea de paso, ya que estamos hablando de filosofía y de ciencia, que una

interpretación de esta observación que es popular entre filósofos e historiadores de la ciencia dice

que los resultados de Eddington fueron manipulados para entregar el resultado deseado. ¡No! no

fue así, un reanálsis de las placas fotográficas originales demostró que no hubo manipulación de

los datos, además, después de Eddington se han realizado numerosas mediciones adicionales que

corroboran los resultados de Eddington100

. Pero no nos desviemos, estamos hablando de Popper.

Para él una teoría gana peso cuando hace predicciones atrevidas que puedan ser usadas para



270

rechazarla si los datos no soportan la predicción. Salviati expresó la idea muy adecuadamente

diciendo que toda teoría científica debe incorporar su propio instrumento para hacerse el harakiri

en caso de no ser consistente con los datos. Las teorías científicas buenas tienen que hacer

predicciones verificables y de alto riesgo. Las predicciones débiles no sirven. Si mi teoría predice

que “hoy tendrás un encuentro con una persona agradable” nunca se podrá comprobar: por una

lado tener encuentros con personas durante el día es una ocurrencia normal, por otro lado, que

una persona le parezca a uno agradable es algo subjetivo que no se puede determinar

inequívocamente. Las predicciones tienen que ser robustas, específicas y algo atrevidas como “la

posición de esa estrella se va a desplazar dos milésimas de grado durante el eclipse solar”.

Nótese la gran utilidad del criterio de Popper: si la predicción de Einstein no se hubiera

verificado la teoría se tendría que rechazar. Por otro lado, si la predicción pasó la prueba eso no

quiere decir que la teoría quedó comprobada porque otras predicciones de la misma teoría

pueden no concordar con los datos. En otras palabras, Popper nos dijo cómo probar que una

teoría es falsa mas no cómo probar que es correcta.

SIMPLICIO: ¿Funciona el criterio de Popper? ¿Qué pasa si se aplica al big bang?

(Parece que Simplicio no se ha dado cuenta que para él ya ha bajado el telón, sin embargo

gracias a su insistencia logró negociar con el autor un rol muy reducido con el único fin de

ayudar el flujo de la exposición con preguntas pertinentes y bien atinadas.)

Los científicos han reconocido la utilidad de la idea de Popper y por lo general en la práctica

científica se ha adoptado su criterio como una guía. El modelo cosmológico estacionario de

Hoyle fue rechazado porque predecía que la densidad de galaxias en el universo es la misma en

el pasado que en el presente, lo cual no es consistente con las observaciones astronómicas que

revelan un universo más denso y caliente en el pasado. En gran medida el big bang ha sido

aceptado porque sus varias predicciones específicas y audaces que hasta el momento han sido

observadas y corroboradas con exquisita precisión por cientos de experimentos. La lista es larga:

la existencia de la radiación cósmica de fondo, el espectro térmico de la radiación cósmica de

fondo, las anisotropías en la radiación cósmica de fondo, la polarización de la radiación cósmica

de fondo, la abundancia de hidrógeno, helio y litio en el universo, las características de la



271

distribución de galaxias en el espacio y la expansión del espacio. Yo creo que la pregunta más

relevante sería ¿Cómo hubiese reaccionado Einstein si Eddington hubiese reportado las malas

noticias de no haber observado el efecto predicho por la teoría? ¿Hubiera Einstein rechazado su

teoría en estas circunstancias? Mi sospecha es que Einstein le hubiera respondido a Eddington

algo así: “mi querido Eddington devuélvase por favor a su observatorio y revise sus aparatos que

no están funcionando bien, mi teoría es correcta, hubo algún error en sus observaciones”. De

hecho así fue su reacción cuando se le informó que un resultado experimental relacionado con la

masa del electrón no estaba de acuerdo con la teoría especial de la relatividad que predecía el

aumento de la masa del electrón a medida que su velocidad aumenta. Cuando Einstein formuló

su teoría especial de la relatividad en 1905 el físico experimental alemán Walter Kaufmann

realizó mediciones de la masa de electrones a altas velocidades concluyendo que los resultados

no favorecían la teoría de Einstein. Los resultados de Kaufmann estaban de acuerdo con la teoría

alterna de Max Abraham que le competía a la relatividad. Después de revisar el reporte del

experimento y al no poder encontrar una falla aparente en el trabajo de Kaufmann, Einstein

comentó que a pesar de los datos contrarios a su predicción la teoría de la relatividad debe ser

correcta porque su poder explicativo abarca coherentemente un dominio más amplio y a nivel

más fundamental que las otras alternativas. Más tarde se demostró que había errores en los

experimentos de Kaufmann101

.

La historia de la física ofrece una abundancia de ejemplos similares al incidente Einstein-

Kaufmann que exponen los peligros del criterio de Popper. La mecánica de Newton con la que

construimos puentes y edificios, por ejemplo, es una teoría falsa — de acuerdo a Popper —

porque hace predicciones contrarias a las observaciones y por lo tanto tendríamos que rechazarla.

Este criterio es como un cuchillo para cortar basura, el problema es que si lo siguiéramos

religiosamente terminaríamos rechazando casi todas las teorías científicas ya que la práctica

experimental es enredada y sucia, raramente los experimentos entregan resultados absolutamente

claros y libres de toda ambigüedad. Además, lo que observamos en la práctica científica es que

los teóricos no abandonan su teoría ante resultados experimentales adversos: ellos la ajustan. El

termino ajustar la teoría se ha convertido en la crítica favorita de los enemigos del big bang.

Con esto queremos decir que la teoría del big bang — como cualquier otra, incluyendo el

modelo cosmológico alternativo de Narlikar — está formulada en términos de unos parámetros



272

que se pueden cambiar de acuerdo a las observaciones. Esta práctica es normal, así se construyen

las teorías científicas, sin embargo es común encontrarse con críticos del big bang que se

escandalizan porque los parámetros de la teoría se ajustaron para acomodar los datos. Así es, las

teorías tienen cierta elasticidad que les permite modificarse — hasta cierto punto — cuando

aparecen datos nuevos. Claro, una teoría que goza de plasticidad sin límite sería una teoría tonta

y poco útil, como la teoría que dice que “hoy tendrás un encuentro con una persona agradable”.

Lo que está manifestando la elasticidad de las teorías es que el criterio de Popper después de

todo no es tan útil, lo cual es el elemento principal de la crítica a Popper realizada por otro de los

grandes filósofos de nuestro tiempo, el profesor de Harvard Willard Van Orman Quine. Las

teorías no son cuerpos aislados, las teorías vienen rodeadas de hipótesis auxiliares — dice Quine

— que se pueden rechazar, para salvar la teoría, cuando no están de acuerdo con los datos102

. La

tesis de Quine implica que dado un conjunto de datos experimentales existe un gran número de

teorías que se pueden ajustar para explicar los datos. Con ello Quine, sin abogar por el

relativismo, término socavando el ideal de los positivistas de poder escoger entre teorías por

medio de experimentos cruciales que den pie para eliminar las teorías falsas.

A finales del siglo XIX y comienzos del siglo XX el entusiasmo por lo científico y lo racional

inundó la mente de los intelectuales de la época quienes llegaron a pensar que bastaba con solo

un poco de tiempo para llegar a una visión unificada de la ciencia donde todos los fenómenos

serán explicados científicamente. Se pensaba que ramas de estudio como la sicología y la

sociología se podrían reducir algún día a ciencias formales como la física. Manifestaciones de

este estado de euforia aparecieron en posiciones mecanicistas extremas a favor del determinismo

causal como la de Pierre-Simon Laplace quien afirmó que bastaba con conocer el estado presente

de movimiento de los átomos para poder predecir el futuro. Como era de esperarse hubo una

fuerte reacción por parte de intelectuales del lado de las humanidades. El sentimiento de rechazo

al cientifismo quedó ásperamente plasmado en palabras de Ernesto Sabato cuando dijo que la

ciencia se convirtió en un nuevo fetichismo, dogmática y peligrosa103

. Vino la primera guerra

mundial, luego Hiroshima y Nagasaki, 170 000 seres humanos quedaron evaporados en cuestión

de pocos segundos víctimas de dos bombas atómicas que para algunos fueron dos hijos bastardos

de la ciencia. Luego la historia nos trajo la guerra de Viet Nam y la carrera armamentista de la

guerra fría donde las superpotencias terminaron acumulando más de 6 000 bombas nucleares



273

suficientes para destruir la civilización. La sociedad comenzó a percibir un lado siniestro de la

ciencia al enterarse de científicos que trabajaban en el desarrollo de armamentos nucleares cada

vez más monstruosos y de otros “productos de la ciencia” potencialmente nefastos y

destructivos. La ciencia y la tecnología se convirtieron en una cuestión que afecta al público,

como quedó reflejado en el famoso libro Primavera silenciosa de Rachel Carson en 1962 donde

la autora expone los daños que causan los pesticidas al ambiente y las mentiras diseminadas por

la industria química para mantener a la sociedad en ignorancia. Durante los años 60 surgió el

movimiento ambientalista y el movimiento pacifista que en común tenían un sentimiento de

desconfianza y de rechazo a la ciencia. Para muchos intelectuales de izquierda la ciencia era vista

como un instrumento asociado a los regímenes de poder. En este ambiente surgió una de las

críticas más severas que se hayan atestado en contra del llamado imperialismo cultural de la

ciencia. La chispa de la protesta fue encendida por Thomas Kuhn, un físico de Harvard

convertido en historiador de la ciencia del cual es obligatorio hablar en cualquier discusión sobre

la sociología de la ciencia. Kuhn propinó el golpe final a la ya moribunda idea de los positivistas

lógicos con la publicación en 1962 de su libro Estructura de las revoluciones científicas cuyos

cimbronazos sacudieron el mundo académico y los remesones aun se sienten en los

departamentos de sociología y filosofía de nuestras universidades.

Los estudios de la ciencia — inspirados en Kuhn — han generado excesiva controversia, muchas

chispas y poca luz, sus ideas no han sido entendidas por los científicos y en la década de 1990 el

desacuerdo generó la denominada “guerra de las ciencias”. Hubo posiciones extremas, al borde

de la histeria, en los dos lados de la confrontación. Para algunos científicos esos sociólogos y

filósofos son una pandilla de incompetentes, charlatanes, farisaicos que no tienen ni idea de qué

es una fuerza pero sí pontifican sobre lo que es y no es la ciencia. En gran medida la reacción

negativa por parte de los científicos no es del todo culpa de ellos, basta con considerar las

posiciones extremadamente ridículas a la que llegaron algunos expositores de esta nueva

disciplina. Mencionaré solo dos ejemplos que no necesitan comentario. El filósofo austriaco Paul

Feyerabend considerado por algunos como una de las vedettes más iluminadas de los círculos

anti ciencia, para otros un anarquista radical, para otros un payaso, básicamente sostenía que la

ciencia y el vudú tienen los mismos derechos a reclamar validez epistémica, en una ocasión

proclamó: “Aplausos a los fundamentalistas religiosos de California que lograron remover la



274

teoría de la evolución en los textos escolares para remplazarla por lo que dice el libro del

Génesis.”104

Otra estridencia viene del feminismo radical en boca de Sandra Harding cuando en

una crítica a la ciencia masculina compara las leyes de Newton con un manual de violación de

mujeres105

. Dejando las chispas a un lado, vale decir que los estudios de la ciencia han hecho

contribuciones importantes al entendimiento de la actividad científica, esclareciendo el

significado y los límites de una teoría científica, señalando que el proceso científico es

vulnerable a influencias y sobretodo salvándonos del cientifismo ciego.

Kuhn declaró que si miramos apropiadamente la historia de la ciencia nos daremos cuenta que la

supuesta objetividad de la ciencia es una falsa pretensión. La historia de la ciencia contada por

los mismos científicos — dice Kuhn — está llena de héroes popperianos que luchan

valientemente por descubrir la verdad absoluta e inmutable de la naturaleza que yace allí afuera a

la espera de ser descubierta. Nada de eso — continúa Kuhn — es cierto cuando ponemos

atención al contexto social en torno al proceso científico. Observando apropiadamente la historia

de la ciencia se identifica un patrón en la manera como trabajan los científicos que se caracteriza

por períodos normales interrumpidos esporádicamente por cambios revolucionarios. Lo que hace

el científico día a día, levantarse, ir al laboratorio, ajustar los aparatos, hacer mediciones, hacer

cálculos, volver al laboratorio, hacer más ajustes a los aparatos, hacer más medidas, etcétera, es

la ciencia normal. Esta actividad se desarrolla dentro de un paradigma, y si se sospecha que la

palabra paradigma ha sido abusada, eso sería culpa del mismo Kuhn quien, de acuerdo a la

contabilidad de un filósofo, ¡usó la palabra paradigma en su libro Estructura con 21 significados

diferentes! Un paradigma es un marco conceptual fabricado de común acuerdo por una

comunidad de practicantes, en otras palabras un paradigma es la teoría dominante. La ciencia

normal es dogmática y se resiste al cambio pero cuando la teoría de turno se encuentra avasallada

por una tormenta incesante de resultados experimentales adversos llega un punto en el que a los

científicos no les queda otra alternativa que admitir el estado de crisis insostenible y rendirse. En

ese ambiente se fragua un cambio de paradigma, o revolución, que para Kuhn es un proceso que

no está regido por la lógica y la razón sino más bien por presiones sociales. Más injurioso aun

fue su noción de que no existe una manera neutral de seleccionar paradigmas porque los

experimentos están contaminados por la teoría. Los experimentos científicos no son neutros,

están diseñados dentro de un paradigma y los científicos están condicionados a ver los datos bajo



275

la óptica del paradigma al cual se subscriben. Otra objeción lanzada por Kuhn a la posibilidad de

que la ciencia progresa cuando se da un cambio de paradigma es la “inconmensurabilidad” o

imposibilidad de comparar los nuevos conceptos con los viejos. De todo esto se deriva la

devastadora sentencia de que la ciencia no progresa hacia la verdad, el conocimiento generado

por la ciencia no es seguro ni objetivo. No puede serlo si la ascensión de un paradigma está

supeditada a factores sociales. Con esto, Kuhn derrumbó la noción angelical de la ciencia como

aquella disciplina privilegiada que posee un método para llegar a la verdad absoluta. Para los

intelectuales que se sentían marginalizados por la posición de privilegio, autoridad y prestigio

ostentada por los científicos el grito de Kuhn fue como una piñata, y salieron en estampida con

júbilo hinchado a celebrar el fin del imperialismo cultural de la ciencia a ver si podían recoger

confeti que les sirviera para escribir artículos. Mientras tanto la mayoría de científicos no se

dieron cuenta que su hermoso palacio construido en 2 500 años de arduo trabajo ardía en llamas.

Algunos de los pocos científicos que se enteraron del saqueo no entendieron los predicados de

esa lengua foránea y escandalizados acusaron a los expositores de la nueva doctrina de ser unos

sofistas que poco entendían de ciencia. El ambiente se polarizó a niveles innecesarios y no

productivos. Los estudios de la ciencia cobraron vigor y los argumentos refinados de los

académicos que estudian el proceso científico se consolidaron en la escuela de pensamiento

llamada “post modernismo”. En ella se niega el modernismo, esa idea impulsada en la era de la

Ilustración en el siglo XVIII que acentúa el predominio de la razón humana y de la ciencia;

promueve la creencia en el progreso humano; y cree que la ciencia provee un método universal,

libre de valores, para encontrar la verdad objetiva en contraposición a las creencias sin base

racionalista. En contraste, el post modernismo está caracterizado por el rechazo a la búsqueda de

leyes universales, de explicaciones hegemónicas absolutistas y de los reclamos de objetividad del

conocimiento científico.

La teoría científica concebida como una construcción social se convirtió en la directriz de la

doctrina post modernista bajo la cual emergió una amplia gama de posiciones difícil de resumir

aquí. A medida que hurgamos el vasto terreno abarcado por los estudios de la ciencia nos damos

cuenta que no existe un consenso entre los sociólogos de la ciencia y los filósofos de la ciencia,

para empeorar las cosas parece que hay una “ley” que rige los estudios de la ciencia: para

cualquier tesis de los estudios de la ciencia — no importa en qué lado del espectro ideológico se



276

encuentre — existe un resuelto grupo de filósofos y sociólogos que se opone violentamente a

ella. Para nuestro propósito es suficiente con identificar los puntos más salientes y que mayor

influencia han ejercido en los estudios de la ciencia. Decir que las teorías científicas son una

construcción social es una afirmación aparentemente inocua (difícil sería no aceptar que la

ciencia es una empresa humana) excepto que conlleva implicaciones de gran calibre, una de las

cuales sería que no existe diferencia entre la ciencia, el vudú, la religión o cualquier otra

cosmovisión ya que al fin de cuentas todas ellas son construcciones sociales. Según esa

interpretación extremista, rotulada “todo vale” y promovida vigorosamente por algunos

académicos como Feyerabend, cada grupo tiene su propia cosmovisión y es imposible e

impráctico distinguir entre una cosmovisión valida o verdadera y otra falsa. No todos los

sociólogos adoptan una posición extrema, pero entre las corrientes post modernas se puede

distinguir un común denominador caracterizado por las siguientes afirmaciones con respecto a la

ciencia: (1) la ciencia no es libre de valores, no es neutral ni objetiva, incorpora juicios no

lógicos, es susceptible a influencias ideológicas y sesgos personales; (2) los experimentos están

al servicio de la teoría — todo resultado experimental necesita una interpretación bajo la luz de

una teoría; (3) la ciencia no es la única manera de aproximarse a la naturaleza, (4) el

conocimiento científico no es progresivo — es decir el conocimiento acumulado no garantiza

que nos estemos aproximando a la realidad; y (5) no existe el proverbial “método científico”. En

lo que sigue nos referiremos a estos cinco puntos como “las tesis del post modernismo”.

SIMPLICIO: Me parece que es poco lo que se ha progresado en los 2 400 años entre Platón y los

sofistas de hoy. Los pensadores siguen divididos en relativistas y racionalistas, dos posiciones

extremas, intransigentes e incomunicables.

Propongo que examinemos el contexto social y las razones que dieron lugar para que la teoría del

big bang terminara siendo aceptada por la comunidad científica. El ejercicio nos debe

proporcionar elementos de juicio para evaluar las tesis del post modernismo y determinar si son

consistentes con lo que ocurrió en la cosmología.

En el segundo y tercer capítulos asistimos al espectáculo de lucha libre entre los astrónomos y

físicos que trabajaban en cosmología. Vimos cómo el trabajo de Hoyle y Shapley quedaron



277

marcados por la pelea entre ellos por definir la extensión del universo y la naturaleza de las

nebulosas espirales. Vimos como los ejércitos de Hoyle y Gamow mantuvieron por 20 años una

disputa por dos modelos cosmológicos que generó más pataleta que raciocinio. La historia de la

cosmología moderna nos muestra que el desarrollo de una teoría no es algo que sucede de una

manera higiénica y lineal siguiendo los pasos de una receta. Al contrario, la cosmología nos

ofrece un ejemplo vivo de las complicaciones y la confluencia de factores sociales que terminan

dando forma a una teoría científica. Personalidades fuertes, egos inflados, rivalidades, seducción

de la fama, intolerancia y manejo de los medios de comunicación son ejemplos del entorno social

que acompaña la actividad científica. Una ironía descomunal, que muestra dramáticamente cómo

la ciencia no progresa linealmente ni sigue un método aséptico, es que el trabajo más importante

de Hoyle es el haber resuelto el problema que bloqueaba el modelo del big bang. Hoyle

descubrió una propiedad importante del elemento carbono que le permite explicar la producción

de los elementos químicos más allá del hidrógeno en reacciones que ocurren en las estrellas. Con

este trabajo quedó resuelto el problema de explicar la abundancia de los elementos químicos más

allá del helio.

Desde el comienzo, la teoría del big bang fue rechazada por la comunidad científica. Cuando

idearon el modelo cosmológico estacionario Bondi y Gold se jactaban de haber creado una teoría

que es falsificable y señalaron que el big bang no era una teoría buena porque no era falsificable

puesto que cualquier observación del pasado del universo que no se ajuste al modelo se le podría

atribuir a efectos de “evolución galáctica”106

. Hoyle declaró que el big bang “es un proceso

irracional que no se puede describir en términos científicos”107

. La ideología del materialismo

dialéctico interfirió con el avance de la teoría del big bang entre los cosmólogos de China y en la

Unión Soviética, sin embargo Y.B. Zel‟dovich — uno de los grandes cosmólogos del siglo

pasado — se convirtió en un ardiente seguidor del big bang cuando se enteró de la detección de

la radiación cósmica de fondo. Mientras tanto la propuesta del big bang era mirada con sospecha

por los físicos de occidente por la incómoda asociación con la idea de un comienzo del universo

en el tiempo que abría las puertas para que los ideólogos contrabandearan la noción de un

creador. En fin no podemos negar que la cosmología moderna es una empresa humana repleta

de influencias de carácter social y tocada por la influencia de fuertes personalidades. Para la

comunidad relevante — la comunidad científica — la idea del big bang era ridícula y las peleas



278

entre los cosmólogos aplacaron el apetito de los científicos para meterse en el tema con seriedad.

La confusa situación quedó ilustrada adecuadamente en las notas de Simplicio que copiamos

abajo con su autorización. En resumen, nadie quería el big bang, sin embargo la idea aparecía y

reaparecía en todos los rincones a pesar del ambiente adverso en su contra.

Figura 5-2. Notas de Simplicio

No existía interés por el big bang de lo contrario se esperaría que los cosmólogos hubieran

perseguido agresivamente la detección de la radiación cósmica de fondo predicha por Alpher y

Herman. La existencia de una radiación de fondo con características específicas constituye una

predicción atrevida que reúne todos los atributos recomendados por Popper. Desde el momento

en que se hizo la predicción (1948) era clarísimo para los teóricos que detectar esa radiación

significaría el requiescant in pace inmediato para el modelo de Hoyle y al mismo tiempo un

soporte significativo al big bang, pero los astrónomos no se interesaron por hacer la medición.

Los físicos I.D. Novikov y A.G. Doroshkevic exhortaron a los radio astrónomos para que

buscaran la radiación de fondo y señalaron que la antena de los Laboratorios Bell, con la que

Penzias y Wilson hicieron el descubrimiento, sería un instrumento adecuado. La tecnología

estaba disponible para detectar los ecos del big bang sin embargo los astrónomos no se



279

interesaron. Alpher y Herman se retiraron de la cosmología y cuando el descubrimiento

finalmente se realizó, 30 años más tarde, Penzias y Wilson no estaban empeñados en probar el

big bang. El experimento crucial para la cosmología moderna — la detección de la radiación de

fondo — no fue planeado dentro del marco de una teoría, de hecho no fue algo planeado, ¡la

observación ocurrió accidentalmente! Igual se puede decir del descubrimiento de la expansión:

Hubble era un astrónomo que se preocupaba por la precisión de sus observaciones más que por la

interpretación. En sus publicaciones, la implicación teórica de sus observaciones ocupó un lugar

marginal. Hubble no estaba enterado del big bang cuando descubrió la expansión y la única

mención que aparece en su artículo con referencia a posibles interpretaciones teóricas es la

alusión que hizo al “efecto de Sitter”, que sería contrario al big bang. Los estudios

espectroscópicos realizados durante más de tres décadas antes de 1925 proveyeron el tercer pilar

empírico del big bang — las abundancias relativas de los elementos ligeros en el universo — sin

embargo las observaciones astronómicas subyacentes fueron realizadas en total aislamiento de

los desarrollos teóricos de los cosmólogos. Parece entonces que en el caso de la cosmología

moderna los datos que terminaron sustentando el modelo aceptado por la comunidad surgieron

fuera del dominio de un paradigma celador.

Burdamente podemos decir que la historia de la astronomía es la historia de cómo observaciones

al borde de la sensibilidad de los instrumentos fueron más adelante juzgadas como espurias o se

establecieron como realidades empíricas incontrovertibles una vez que los avances tecnológicos

de observación lo permitieron. El ejemplo que nos ofreció Salviati es contundente: hace 400 años

Galileo apuntó su telescopio a la Luna y observó cráteres y otras cicatrices de rasgo terrenal que

al comienzo muchos no aceptaron dada la posibilidad de atribuir la observación de esas

irregularidades a efectos ópticos del aparato o a fuentes atmosféricas. Cuando se perfeccionó la

tecnología de telescopios nadie negaba la presencia de cráteres en la luna y 360 años después de

las observaciones de Galileo, Buzz Aldrin pisó esos mismos cráteres con sus propios pies, ahora

podemos decir que los cráteres de la Luna son realidades empíricas incontrovertibles. Este

ejemplo sirve para ilustrar el proceso de acercamiento hacia la naturaleza que se logra con el

avance de las tecnologías que permiten hacer mediciones cada vez de mayor fidelidad. Como

éste existen varios ejemplos en cosmología. En 1920 nadie conocía la naturaleza de las nebulosas

espirales y se debatía intensamente la hipótesis de la existencia de galaxias, sin embargo al día de



280

hoy nadie reta el concepto moderno de galaxia. La medición de la rapidez de expansión — que

determina la edad del universo — realizada por Hubble padecía de errores pero una vez

corregidos se repitieron las mediciones por grupos independientes usando una amplia gama de

tecnologías cada vez más precisa. Mediciones recientes reportan la edad del universo con un

error de apenas el uno por ciento108

. A este resultado se llegó después de un arduo camino que se

demoró 80 años por recorrer y en el cual se lograron obtener más de 500 mediciones de la

constante de Hubble usando 26 métodos diferentes de medición de distancia. La historia nos

muestra un patrón en el que observaciones iniciales borrosas se convierten en hechos empíricos

bien establecidos y durante el período de gestación del concepto las ideas son inciertas, el debate

intenso y los datos insuficientes. En resumen, el proceso que nos condujo hacia el modelo

cosmológico estándar nos muestra que sí existe una convergencia de las observaciones hacia

realidades empíricas estables e incontrovertibles.

En términos simplistas podemos describir el método científico como la receta para elaborar

teorías científicas a partir de datos experimentales. Tanto el big bang como el modelo

estacionario y sus variantes no fueron el producto final de una complicada receta que aprenden

los científicos en la universidad, estas teorías fueron producto de la imaginación. Con Einstein

diríamos que “las teorías científicas son libres invenciones de la imaginación…”. Pero, también

con Einstein, tendríamos que añadir que no todas las invenciones de la mente son iguales y que

un buen científico debe estar dispuesto a renunciar a su creación cuando los datos así lo obligan.

El papel que juega la imaginación en la actividad de crear teorías científicas es algo que no es

considerado parte del “método científico” tradicional. Giordano Bruno (1600) imaginó el

universo compuesto por una multitud de mundos como el nuestro; Kant elaboró un modelo del

universo donde existen sistemas galácticos dispersos por el espacio; Edgar Allan Poe desarrolló

en 1848 una conjetura sobre el universo sorprendentemente cercana al big bang de los años

1930s. En su poema en prosa Eureka, Poe propone — con base en argumentos místicos y fuera

de la práctica común del científico — un modelo del origen del universo a partir de un átomo

primordial del cual emana energía de radiación que se expande en el espacio. ¿Se pueden

considerar como científicas las ideas de Poe, Kant y Bruno? ¿Acaso no fue la relatividad de

Einstein una idea igualmente especulativa y fantástica cuando él la propuso? Para dar una

respuesta congruente tendríamos que examinar porqué algunas ideas igualmente fantásticas y



281

propuestas por practicantes de la ciencia fueron rechazadas. ¿Por qué hoy no se enseña en clase

de ciencia las teorías del calórico, el flogisto, el éter luminífero y los epiciclos tolemaicos? La

respuesta a esta pregunta encierra un poderoso mensaje que señala nítidamente que — a pesar de

las interferencias intrínsecas del quehacer humano — la ciencia sí soporta un proceso de

convergencia hacia realidades empíricas contrastables. Abundan los ejemplos de teorías

científicas, hoy aceptadas, que inicialmente fueron conjeturas exóticas. Por otro lado, con la

relatividad Einstein nos mostró que nuestra intuición sobre el mundo físico basada en

experiencia sensorial puede ser fundamentalmente errónea. Es innegable que la intuición y esa

mezcla de especulación e introspección — que el filósofo americano Charles Sanders Peirce

llama abducción109

— juegan un papel determinante en la gestación de una teoría científica pero

esto no significa que las teorías científicas son arbitrarias ni justifica el rechazo extremo a la

razón y a la lógica promovidos por Derrida y Foucault. La lección es que el concepto de “método

científico” no es un concepto práctico y que la ciencia es simplemente otra actividad humana y

por lo tanto no es inmune al empantanamiento característico de las empresas humanas. Si esta

condición es lo que se entiende como “construcción social” entonces efectivamente una teoría

científica sí es una construcción social. Esto no quiere decir que todas las construcciones sociales

son equivalentes: las teorías científicas son construcciones sociales que presentan ventajas

epistémicas de las cuales otras construcciones sociales no gozan. La innegable convergencia de

los productos de la ciencia hacia realidades empíricas incontrovertibles y la pasión con la que los

científicos se entregan despiadadamente a encontrar errores en las teorías de sus colegas son las

bases que hacen de la ciencia una cosmovisión que goza de privilegios epistémicos. Esta manera

de aproximarse a la naturaleza promueve una actitud de honestidad y respeto hacia los datos

empíricos del mundo externo La actividad ciencia incorpora de manera estructural un

mecanismo agresivo de identificar y corregir errores. Las teorías son resultado de un proceso de

adaptación en el que las teorías nuevas tienen que competir con otras y en última instancia el

criterio de sobrevivencia reside en la capacidad de la teoría en explicar las observaciones y estar

de acuerdo con los datos110

. La pregunta que más potencial tiene para iluminar el entendimiento

del proceso científico por parte de los estudios de la ciencia no es ¿cómo surge una teoría? sino

¿qué es lo que hace que una teoría sea abandonada? Aquí es donde está el verdadero valor del

proceso científico. El proceso científico posee un mecanismo auto-censurador que con el tiempo

se encarga de desechar teorías que no corresponden con las observaciones. Aquí está la



282

verdadera diferencia entre la ciencia y otras disciplinas. El flogisto y el calórico fueron teorías

respetables propuestas por científicos de talla, sin embargo fueron abandonadas ¿Por qué hoy no

enseñamos en nuestras universidades la teoría del flogisto y del calórico? Me parece que esta

pregunta ofrece mayor potencial para ganar entendimiento del proceso científico. ¿Cuándo se ha

visto a un astrólogo practicante empeñado en destruir los fundamentos conceptuales de su

práctica? En contraste, como bien lo expresa Sabato, “Al fin y al cabo, los primeros que en el

siglo XX comenzaron a dudar de la ciencia fueron los matemáticos y físicos, de modo que

cuando todo el mundo empezaba a tener ciega fe en el conocimiento científico sus más

avanzados pioneers empezaban a dudar de él”111

. Popper tenía razón: fueron los golpes recibidos

por los 80 años en que los cosmólogos intentaron vehementemente por destruir el big bang los

que hicieron que esa teoría se convirtiera en un modelo robusto y fuera aceptada por la

comunidad científica. En tono irónico podríamos darle una lectura contestataria a Kuhn — quien

prendió la mecha anti ciencia — diciendo que fue el mismo Kuhn quien demostró las ventajas

epistémicas del proceso científico al reconocer que es justamente a través de las revoluciones

científicas — o cambios de paradigma — como la ciencia se libera de teorías erróneas.

La historia de la cosmología del big bang nos ha mostrado que detrás de cada teoría científica,

detrás de cada experimento científico hay un drama humano que no queda fielmente reflejado en

las tesis de la sociología de la ciencia. Gamow, Alpher, Herman, son buenos perdedores que se

retiraron de la contienda cuando el ambiente en contra del big bang les ofuscó sus ambiciones

profesionales. Hoyle y su reducido sequito por el contrario nunca quisieron abandonar sus ideas

cosmológicas y gastaron esfuerzos desmedidos para acusar a los del otro bando de deshonestos,

dogmáticos y represores. Estamos de frente a una conducta humana que es apenas natural: hay

buenos perdedores y hay malos perdedores, cuando un investigador crea su propia teoría y le

invierte todo su capital intelectual, innumerables horas de arduo trabajo, serios sacrificios

personales y una importante cuota de energía emocional, es de esperar que se entregue con

pasión a defender su teoría. Personalidades fuertes como la de Hoyle contribuyen a hacer que el

apego a su creación intelectual alcance los niveles característicos del activismo político. Los

sociólogos de la ciencia han debido estudiar sicología humana.



283

La revisión del contexto histórico y social en el que surgió la cosmología moderna evidencia con

claridad que el big bang y conceptos soporte como materia oscura son el producto de una

empresa humana. Como tal, obviamente está influenciada por factores sociales, pero lo cierto del

caso es que brotó como maleza, muchas veces a pesar de las preferencias de los practicantes, en

contra de las ideas preponderantes en el medio académico y a pesar de los intentos de algunos

influyentes teóricos por suprimirla. En resumen, nadie quería el big bang. Según las tesis de la

sociología de la ciencia y examinando los hechos que rodearon el desarrollo del modelo

cosmológico estándar, sería el modelo estacionario de Hoyle no el big bang el modelo que

terminaría imponiéndose. Lo que nos muestra la historia es que el big bang no era la teoría

esperada y deseada por la comunidad científica, fue rechazada por los grandes pensadores del

momento, no se acomodaba a los venerados principios teóricos de simetría y la predicción que

pondría en prueba el modelo fue ignorada por 30 años. Gamow no estaba persiguiendo el big

bang, más bien se topó con el big bang mientras se ocupaba de investigar el origen de los

elementos químicos en las estrellas. Los físicos no se decidieron fabricar la idea del big bang,

sin embargo esta resurgía una y otra vez como maleza que se resiste a morir. De acuerdo con las

tesis del post modernismo uno esperaría que una teoría florece cuando satisface las expectativas

de la comunidad relevante (la comunidad científica), en otras palabras la teoría aceptada es

aquella que la comunidad quería y estaba preparada para recibir. Pero en el caso de la

cosmología los hechos históricos se contraponen agudamente: la comunidad quería una teoría

con fundamentos matemáticos sólidos que respetara las simetrías fundamentales, sin embargo el

modelo de big bang con su escandalosa singularidad espantó a los cosmólogos. Gamow, Alpher

y Herman, los arquitectos del big bang se lamentaron de haber sido víctimas del rechazo y de la

apatía por parte de sus colegas físicos, que no consideraban a la cosmología como un campo

legítimo de investigación, y por parte de los astrónomos, que no consideraban a los físicos

nucleares como “miembros del club”. Entonces, ¿por qué el big bang se constituyó en el modelo

estándar de la cosmología aceptado por la mayoría de la comunidad científica? La razón es muy

sencilla: la teoría del big bang explica los datos experimentales y hace predicciones específicas

que han sido comprobadas en su totalidad. Eso es todo. La teoría, hasta ahora, es consistente con

las observaciones. Como tal es una teoría útil. Pero el día que surjan observaciones que

contradigan repetidamente y de manera incontrovertible las predicciones de la teoría, esta tendría

que ser rechazada. Lo máximo a lo que podemos aspirar es poder decir que una teoría es válida



284

dentro de los límites explorados por los datos experimentales sobre los cuales reposa la teoría.

Bajo esta óptica la teoría del big bang es una buena teoría y ningún científico con sus cinco

sentidos en su lugar va a salir pregonando que el big bang es la teoría final y verdadera sobre el

universo. Lo más probable es que en unas décadas aparezca una teoría más fundamental en la

cual el big bang se subsume.

Modelo de velos

SIMPLICIO: Dejando a un lado el laberintico panorama del proceso científico, ¿Cómo podemos

entender el conocimiento científico sobre el universo?

La tarea del cosmólogo es la de elaborar un mapa del universo, que nos explique de qué está

hecho, qué objetos lo conforman y cómo se originó. Un mapa o en otras palabras una teoría del

universo es una representación que organiza de manera coherente y racional las observaciones

astronómicas. Sabemos que cualquier teoría tiene un carácter aproximativo, dinámico y

provisional que en todo momento debe ser contrastada con los datos nuevos y más precisos que

el experimentador logra negociar con la naturaleza. La tarea del experimentador es la de seducir

a la naturaleza con danzas, maromas y muchos embelecos llenos de cables y válvulas destinados

a extraer de la naturaleza la información necesaria para dibujarla. Gota a gota los secretos más

recónditos del cosmos se revelan en las placas fotográficas, espectros y antenas de radio de los

astrónomos de manera análoga a como retiramos los velos que cubren un objeto escondido.

Lentamente emerge suficiente información para elaborar un modelo confiable del universo. Un

modelo es una aproximación a la realidad como un mapa es una aproximación a las fronteras de

un país. En el caso de mapas geográficos nos podemos equipar de la más sofisticada tecnología y

emprender expediciones recorriendo las playas, los ríos y los bosques fronterizos, cuidando de

no dejar pasar cualquier arruga del terreno y así verificar si el mapa reproduce fielmente nuestras

observaciones. Y si se desea un mapa más preciso basta con incluir en éste los detalles a la

escala que satisfaga los requerimientos del usuario. Así podemos llegar al mapa perfecto

sugerido por Borges112

en uno de sus cuentos, en el cual los cartógrafos del imperio levantaron

un mapa tan preciso que tenía el tamaño del imperio y coincidía puntualmente con él. A



285

diferencia de los mapas, con los modelos científicos no podemos aspirar a constatar que el

modelo llegue a coincidir con la realidad. Si un investigador declara que su modelo es real y

verdadero ¿cómo sabemos que la afirmación es cierta? Si efectivamente podemos confirmar que

el modelo coincide con la realidad quiere decir que ya conocíamos la realidad, entonces ¿para

qué un modelo? En este sentido un modelo nunca es final, siempre hay lugar para refinarlo. Lo

importante es si el modelo con limitaciones y todo nos es útil para una determinada aplicación.

La Tierra no es una esfera, pero este modelo funciona bien para cálculos de su órbita en torno al

Sol. Sin embargo existe otro tipo de problemas para el cual el modelo esférico de la Tierra no es

adecuado. La predicción de las trayectorias de los aviones que siguen rutas de larga extensión,

por ejemplo, requieren un modelo más preciso de la Tierra donde se tiene en cuenta la forma

elipsoidal del planeta. Para aplicaciones más sofisticadas, como el sistema de posición global por

GPS, un modelo elipsoidal de la Tierra no es suficiente, se requiere tener en cuenta los efectos

gravitacionales menores.

La manera como hemos ganado conocimiento sobre el universo sugiere un modelo del proceso

científico consistente en remover velos, es decir desvelar la naturaleza. Cada observación

remueve un velo más que cubre el universo revelando detalles que usamos para perfeccionar el

mapa del universo pero al mismo tiempo siendo conscientes que nunca podremos remover todos

los velos, en otras palabras todas las teorías son provisionales. Nótese que la metáfora de los

velos para describir nuestro acercamiento al universo mezcla aspectos tanto del positivismo

lógico como de las nociones constructivistas. Partimos aceptando que existe una realidad externa

independiente de nuestras opiniones y al mismo tiempo aceptamos que las teorías son

fabricaciones humanas que se aproximan progresivamente a la realidad. Con esto no se pretende

proponer una tesis filosófica, es apenas una metáfora que nos sirve de guía para entender el

conocimiento científico del universo y refleja el proceso que condujo a los físicos y astrónomos

hacia el modelo cosmológico estándar. La metáfora del objeto escondido debajo de los velos se

la imaginó Simplicio en su sueño como un juego de adivinanza. ¿Qué hay debajo del velo?



286

Figura 5-3. Faraón bajo el velo

Simplicio se imaginó la cara de un faraón egipcio, pero cuando se removieron más capas de

envoltura salieron detalles que no cuadran muy bien con el modelo de cara de faraón.

Tendríamos que ajustar el modelo o elaborar un modelo más sofisticado que explique los nuevos

datos. Es fácil visualizar lo que ocurrirá con el juego a medida que mayor cantidad de velos se

van retirando: al comienzo cualquier idea que nos podamos formar sobre el objeto escondido

sería muy vaga y vaporosa debido a la carencia de observaciones detalladas. En esa época

incipiente no nos sorprendería presenciar cambios radicales de modelo por el estilo de los

cambios paradigmáticos pregonados por Kuhn. Más adelante los datos que el experimentador

pueda extraer de una región del universo (en el espacio o en el tiempo) ayudarán a cimentar el

modelo por lo menos en esa región explorada. Llegará un momento cuando las observaciones de

esa región del universo sean precisas y estables de tal forma que con esos datos se pueda

establecer una realidad empírica incontrovertible en relación a esa región explorada del universo.

Piense en los cráteres de la Luna y en la existencia de galaxias externas a nuestra Vía Láctea.

SIMPLICIO: Entiendo la analogía de los velos, pero hay un problemita: dado un perfil

cualquiera formado por la silueta de detalles que abultan debajo de los velos podemos dibujar un

número ilimitado de modelos que explican la silueta observada.



287

El proceso de elaborar y verificar teorías del universo nos ha mostrado la muy curiosa propiedad

de que la naturaleza prefiere los modelos más sencillos y económicos. Correcto, dado un

conjunto de observaciones es posible fabricar muchas teorías que explican dichas observaciones,

sin embargo, hemos aprendido que los modelos más sencillos tienen mayor probabilidad de ser

correctos. El principio de economía, llamado la “navaja de Occam” debido a su originador el

monje medieval William de Occam, ha servido de guía en la práctica científica para favorecer

teorías que explican mayor cantidad de fenómenos valiéndose de un menor número de

postulados. El modelo de velos se puede aplicar también a describir la manera como opera la

mente humana a nivel individual en respuesta a la información suministrada por los sentidos. En

nuestra cabeza nosotros tratamos de ordenar las ideas formando una representación del “mundo

externo” de tal forma que podamos dar explicación a nuestras experiencias. La esencia de ser un

animal racional se puede destilar en la capacidad misma de dar explicación a las experiencias. El

modelo del mundo que formamos internamente viene a ser nuestra cosmovisión, es decir esos

hilos de la razón que proveen estructura, balance y apariencia de equilibrio a un mar de

información que de lo contrario nos mantendría desorientados. En el proceso de fabricar nuestra

cosmovisión, sin embargo, el cerebro no usa la navaja de Occam, el modelo no tiene que ser

simple siempre y cuando provea explicación y cierto sentido de equilibrio. Además de querer

evadir el principio de economía, la mente le teme al vacío y así se ve impulsada a llenar todas las

lagunas de la mente con artificios sin importar qué tan quiméricos puedan parecer. Los seres

humanos nos suscribimos a todo tipo de ideas raras y esotéricas sin importar lo que la evidencia

científica nos dice simplemente porque dentro de la cabeza de cada individuo los hilos de la

razón proveen una lógica interna que puede soportar todo tipo de ideas raras. Como lo hemos

mencionado, quienes estudian las creencias que albergan las personas y las razones por las cuales

adoptan esas creencias señalan que las personas se sienten cómodas con esas ideas siempre y

cuando estén alineadas con la cosmovisión de su grupo de iguales. ¿Qué hay debajo del velo?



288

Figura 5-4. Cosmovisión. Los hilos del pensamiento

Volviendo a la silueta de velos, un posible modelo que explica la silueta podría ser

excesivamente barroco y lleno de elementos innecesarios como se ilustra en la figura. Este

ejemplo podría muy bien describir el “modelo del mundo” elaborado por nuestra mente para

explicar la silueta observada. Ahora bien, ¿qué ocurriría si la silueta se refiere a observaciones

del universo y el modelo barroco es una teoría científica que explica esas observaciones? Creo

que todos estaríamos de acuerdo en dar muy mala calificación a dicha teoría. ¿Por qué? Porque

existen modelos más económicos que explican mejor las observaciones con menos elementos.

Por ejemplo un elefante parado en una bola.



289

Figura 5-5. Modelo del mundo tajado por la navaja de Occam

El simbolismo gráfico del elefante parado en una bola se presta para aplicarlo al modelo

cosmológico estándar: nos encontramos con un modelo sencillo que explica coherentemente la

gran mayoría de las observaciones pero al mismo tiempo padece de una descarada falta de

“balance”. Esta deficiencia del modelo estaría representando el problema de la materia oscura y

la energía oscura que al momento son los dolores de cabeza más agudos que tormentan a los

teóricos. Para los críticos del big bang, siguiendo el modelo gráfico, la materia oscura y la

energía oscura serían como un angelito jalando con cuerdas un lado del elefante para que no se

caiga y una muleta arbitraria sosteniéndolo por el otro lado. La cosmología del big bang, como

muchas otras teorías que se respetan, no es una teoría completa. No existen teorías completas, la

mecánica clásica con la que construimos casas, puentes y aviones también es una teoría

incompleta. Es importante reconocer que las teorías físicas tienen un dominio de validez, es decir

existe una frontera en las escalas de espacio, tiempo y cualquier otro parámetro relevante

(temperatura, masa, energía, etc.) a partir de la cual la teoría no funciona. Las mediciones de las

cuales se ocupa el científico en el laboratorio para probar una teoría se hacen con instrumentos

que, no importa lo avanzados que sean, tienen un límite de precisión. Las mediciones prueban la

validez de la teoría solo al límite de precisión que alcanzan los instrumentos. Mañana, cuando los

avances tecnológicos nos permiten mejorar la precisión es posible que las predicciones de la

teoría no sean correctas a ese nivel de precisión. La situación sin embargo no quiere decir que



290

tengamos que rechazar la teoría, simplemente lo que hemos logrado es demarcar la frontera de

validez de la teoría. Si usamos la teoría dentro de su dominio de validez obtendremos

predicciones y resultados satisfactorios. Sabemos que la mecánica clásica newtoniana no

funciona para velocidades cercanas a la velocidad de la luz, pero es perfectamente válida para

construir edificios y mandar satélites artificiales en órbita. Entonces decir que una teoría es falsa

o verdadera no es lo que importa. ¿Es la mecánica clásica de Newton falsa? Según algunos, la

teoría de Newton es falsa porque el mundo real en condiciones extremas de velocidad no se

comporta de la manera como lo describe esa teoría. Lo relevante es la utilidad, en el sentido de

hacer predicciones correctas dentro del nivel de precisión requerido para un uso determinado.

Una teoría es útil si sus predicciones tienen un error menor que el margen de error permitido para

su aplicación. La teoría geocéntrica de Tolomeo es una buena teoría dentro del rango de

aplicaciones que se le dieron en su época.

Entre el público en general es común encontrar la percepción de que la ciencia genera dos tipos

de productos: los hechos y las teorías. Escucho con frecuencia quienes comentan, aminorando el

verdadero significado de lo que sabemos respecto al universo, que eso del big bang es una “mera

teoría”. Como queriendo decir que la podemos descartar fácilmente por que no es un “hecho”. La

ciencia no trabaja de esa forma. Hablar sobre la actividad científica en términos de una dicotomía

entre hechos y teorías no ayuda a entender su mecanismo. Como vimos, una teoría se puede

entender como un modelo que se aproxima a la realidad externa. Claro hay unas teorías más

maduras que otras, y las más maduras tienden a ser más estables y confiables. Por otro lado, un

“hecho” es el resultado de una observación o medición que ha sido firmemente establecida. Es

un hecho que el radio ecuatorial de la Tierra es de 6 378 kilómetros. Pero, como los hechos al

final son mediciones de algo, quiere decir que también están sujetos a los errores experimentales

y a la precisión de los equipos de laboratorio. De tal manera que, con respecto a la afirmación

sobre la Tierra, es más apropiado decir que es un hecho que el radio ecuatorial de la Tierra es de

6 378,13 kilómetros más o menos 10 metros. La incertidumbre de una medición es justamente lo

que determina el dominio de validez de un modelo o teoría. Y como vimos todas las teorías son

provisionales, inclusive las más maduras. Pero eso no quiere decir que una teoría no sea útil y

confiable. La teoría del big bang es una teoría seria y madura igual que la teoría de Newton es

una teoría seria y madura. Si usted piensa que la teoría de Newton es una “mera teoría” entonces



291

no entre a su casa (el techo se puede caer), no camine sobre puentes, ni piense en montarse en un

avión. El big bang es una teoría igual que la relatividad general de Einstein. Si los científicos

que desarrollaron el sistema GPS hubieran descartado la relatividad de Einstein por ser esta una

“mera teoría” el sistema simplemente no hubiera funcionado. Como es de esperarse el

conocimiento que hemos adquirido sobre el universo, formulado en el modelo estándar de la

cosmología, será aumentado a medida que surjan nuevas observaciones. No hay duda que el

modelo seguramente sufrirá ajustes. Lo que importa es que hoy por primera vez contamos con un

modelo del universo basado en datos experimentales, no en especulación filosófica, profecías,

influencias sobrenaturales, edictos de oráculos, inspiraciones de chamanes o verdad revelada.

SIMPLICIO: ¿Porqué le dio el título “cosmología, ciencia y sociedad” a este capítulo?

Porque cosmología, ciencia y sociedad son parte del mismo paquete. La sociedad contemporánea

está regida por la cosmovisión científica, nuestra sociedad es un experimento científico. En la

historia de la humanidad la ciencia es como la adolescencia, es un paso hacia la madurez que nos

da más libertades pero también mayores responsabilidades. Sabemos que las libertades

adquiridas con conocimientos que nos permiten manipular la naturaleza llegan con un alto riesgo

y mal usadas pueden causar estragos. Por otro lado una vez que el conocimiento es adquirido es

imposible desaprenderlo de la misma forma como una vez cruzado el umbral de la adolescencia

es imposible devolverse a la niñez. Quiere decir que es mejor aprender a vivir responsablemente

con el conocimiento adquirido y me parece que propugnar el relativismo como aproximación a la

naturaleza no solamente es peligroso, es una falta de ética: el relativismo es una plataforma para

el negacionismo. Sigamos rechazando la evidencia científica y negando el calentamiento global

y olvidémonos de este puntico azul que es el único planeta que tenemos. En medio de esta

encrucijada planetaria es urgente esforzarnos por reconciliar las ciencias con las humanidades.

Un serio problema que dificulta el camino hacia esa alta meta es que la ciencia y las

humanidades andan separadas cada una por su propio camino desde que los fundadores de la

Sociedad Real propiciaron el divorcio. Es una lástima que los estudios de la ciencia de los

sociólogos no ayudaron al acercamiento entre la ciencia y las humanidades, al contrario lo que

resultó fue una guerra entre dos culturas. A nosotros nos tocó la época del despertar cósmico, es

imperante que volvamos a incluir al ser humano en la cosmovisión científica.



292

Capítulo 6

REFLEXIÓN FINAL

Figura 6-1. Mapa del universo

En las primeras páginas se planteó la siguiente pregunta: ¿es acaso el big bang el mito moderno

de la creación? La pregunta, picante y atrevida, nos obligó a sumergirnos con Simplicio, Sagredo

y Salviati en el debate cosmológico y en el proceso se descubrieron elementos suficientes para

que el lector pueda formular una respuesta educada y razonable. Aprendimos que el universo

como un todo es observable y comprensible y que puede ser estudiado y entendido racionalmente

sin necesidad de acudir a agentes sobrenaturales. Esto es posible por dos razones sorprendentes:

una es que el universo y los objetos astronómicos son relativamente sencillos — una mosca es

muchísimo más compleja que una estrella; la segunda razón es que la materia y la luz se

comportan del mismo modo en una estrella remota que en el laboratorio de la universidad.



293

Adicionalmente, la luz es el principal portador de información de lo que ocurre en sitios remotos

del universo. La pericia del ser humano para detectar patrones fue aplicada desde épocas muy

antiguas para identificar eventos astronómicos y nos demostró que a los objetos astronómicos les

gusta comportarse siguiendo una regularidad matemática: todos los días el Sol se levanta por el

oriente y se oculta por el occidente; las fases de la Luna se repiten cada 29 días; el ciclo de

estaciones se repite cada año; los eclipses siguen un ciclo predecible; las visitas de los cometas

ocurren con una periodicidad bien definida — y muchos otros ejemplos. La innegable condición

predecible de los eventos astronómicos nos condujo a pensar que debe existir una formulación

matemática que describa económicamente los patrones observados en el cielo y así la mecánica

de Newton y la teoría de la gravedad de Einstein surgieron como poderosos ejemplos de la

capacidad del ser humano para desentrañar cómo funciona el universo. En resumen, cuando se

examina la historia de la astronomía se ve con claridad que sí ha habido progreso hacia la

ambiciosa meta de Tales de Mileto: explicar el mundo con base en la razón. El capítulo más

reciente de esa historia nos trajo la teoría del big bang. Ese capítulo, sumado a lo que hemos

aprendido de la física de partículas, nos ha permitido acercarnos a la puerta de la creación y a

explicar con lujo de detalles lo que ocurrió durante las primeras fracciones de segundo del

universo y durante el tiempo que siguió hasta el presente. La teoría del big bang es incompleta e

incapaz de explicar lo que ocurrió en el momento exacto del origen — tiempo igual a cero

segundos. Sin embargo, con base en el progreso del conocimiento científico es previsible que en

el futuro el modelo de big bang sea subsumido en una teoría superior, tal como ocurrió con la

mecánica de Newton cuando fue incorporada en la teoría de Einstein.

¿Qué originó el big bang? No lo sabemos, pero las alternativas contempladas por los teóricos

para explicar cómo surgió el big bang apuntan cada vez más resueltamente en dos direcciones.

En una el universo es eterno, no hubo un origen del tiempo cuando surgió el universo y el big

bang sería producto de la interacción entre objetos que existen desde siempre en un espacio con

más dimensiones que el nuestro. El modelo “ekpiróptico” de Steinhard y Turok, del cual Salviati

nos habló en la cuarta jornada del diálogo, es un ejemplar de esta clase de modelos. La otra

posibilidad —altamente probable pero impenetrable por igual— es que el big bang se originó del

vacío de manera espontánea. Esta última propuesta no será aceptada hasta que Homo sapiens no

se despoje de los últimos vestigios de aristotelismo aún presentes en la conciencia humana.



294

Infortunadamente, pasarán demasiados milenios antes de que esto suceda. ¿La razón? El

principio de causalidad propugnado por Aristóteles está incorporado a los circuitos dentro de

nuestra cabeza: exigir que todo tenga una causa forma parte de la materia gris con la cual

concebimos el mundo. La maquinaria del cerebro funciona de esta manera gracias a las ventajas

evolutivas que el mecanismo conlleva. Sí, darse explicaciones y construirse un modelo causal del

mundo externo es una actividad que le ha dado al ser humano una ventaja evolutiva. Imaginemos

la siguiente situación: un hombre primitivo se encuentra desprotegido en medio de la selva. De

repente escucha un sonido no esperado. El hombre reacciona con rapidez y trata de localizar la

fuente del sonido para darle explicación. Al ver que los arbustos que lo rodean se mueven, esta

persona desarrolla por instinto en su mente un modelo en el cual el sonido se explica porque el

viento mueve las hojas o un jaguar se acomoda para cenar. Nótese que su supervivencia depende

de que él se forme un modelo correcto de la situación; así puede huir a tiempo del jaguar o seguir

meditando con tranquilidad en la selva. De ahí la ventaja evolutiva pero también la tendencia que

tenemos a elaborar una cosmovisión que nos explique el mundo y que está arraigada en un falso

principio de causalidad. Bajo dicho andamiaje mental es imposible aceptar que el universo pueda

venir del vacío. Esa idea absurda queda condenada ipso facto al mundo de lo no realizable. El

concepto es tan absurdo —según la óptica aristotélica— como decir que algo pueda salir de la

nada.

SIMPLICIO: Ah, pero que conveniente que para toda nuestra experiencia de lo cotidiano se

aplica correctamente un principio de causalidad, menos para este asuntito espinoso donde se nos

pide que no pensemos de manera aristotélica.

Todas las experiencias que reportan nuestros sentidos están limitadas a un rango de escalas muy

estrecho. Por ejemplo, nosotros no experimentamos directamente lo que ocurre en el mundo de

los átomos. Sin embargo a nivel atómico y nuclear la naturaleza es fundamentalmente

probabilística y está rodeada de una incertidumbre que es intrínseca e inamovible. Así por

ejemplo, supongamos que tenemos dos núcleos de uranio aquí sobre la mesa, en cinco minutos

un núcleo decae radiactivamente y el otro no, sin embargo no podemos predecir cuál va a decaer

primero o porqué. El fenómeno ocurre espontáneamente. Así funcionan los sistemas cuánticos y

el origen del big bang es fundamentalmente un sistema cuántico.



295

La nada es un concepto inconcebible en la lógica aristotélica. Una manifestación de esta lógica

es la idea, empotrada en el pensamiento occidental, de que la naturaleza le teme al vacío.

Descartes no aceptaba la idea de que el espacio pudiera albergar una región cuyo contenido fuera

nada, pero no es tanto que la naturaleza le tema al vacío, es la cabeza del ser humano la que le

teme al vacío. El lector puede comprobarlo: intente pensar en nada durante 15 minutos, o cinco,

o tres, o uno… a ver si lo logra. Si se le dice al lector que el universo se originó a partir del

vacío, lo mismo que cualquier otro miembro del género Homo sapiens, rechazará violentamente

mi aseveración y me considerará un demente irredimible. Y he ahí la mayor dificultad en el

entendimiento de la cosmología moderna: no estamos equipados para entender algo que se sale

del principio de causalidad que está programado en la máquina que usamos para pensar. El

problema se agrava porque una vez solidificados los conceptos en nuestra cabeza y una vez

formada una cosmovisión, normalmente alineada con la manera de pensar del grupo de pares al

que pertenecemos, es muy difícil cambiar de idea —surge un temor a realinear nuestros

conceptos hacia una dirección desconocida— y así terminamos albergando creencias que no son

consistentes con la experiencia o con la razón. Es poco probable encontrar a una persona que

rechace el modelo de bandas en semiconductores porque no es compatible con su cosmovisión.

Muy diferente es el panorama cuando se trata de asuntos científicos tan fundamentales como el

origen del universo. Suele ocurrirme que entre la diversidad de públicos ante quienes doy charlas

sobre cosmología me encuentro con personas muy interesadas en el tema —y en general muy

abiertas hacia la ciencia— quienes de todos modos al final del día me dicen que no pueden

aceptar el concepto del big bang. El asunto del origen del universo trae implícita una dificultad

adicional a otros temas de ciencia debido a que toca la cosmovisión del individuo. La lógica

causal con la que funciona nuestro cerebro conduce de manera natural a llenar el vacío con

deidades dotadas de poderes especiales que puedan crear el universo de la nada. Por esa razón

los mitos de la creación comparten la característica de resolver el temor al vacío delegándole el

problema hacia arriba a un ser superior — como Quetzalcóatl quien, por ser todopoderoso, puede

hacer emanar de su vientre cualquier tipo de universo. Fin de la discusión. Por otra parte, ante

preguntas sobre el porqué de asuntos fundamentales, la ciencia responde a menudo “aún no

sabemos”. Hay quienes explotan esa actitud y señalan que constituye prueba clara de que el

dominio de la ciencia y la razón tiene un límite infranqueable que hace necesario apelar a lo



296

sobrenatural. Desde el punto de vista científico, además de la honestidad intelectual subyacente

en la respuesta, admitir que aún no se conoce la respuesta (lo cual no equivale a decir que no se

crea que algún día sí se conocerá) tiene más valor que la hipótesis de Quetzalcóatl. Decir que

algo es así porque sí, porque así lo quiso un agente creador arbitrario, no explica nada puesto que

cualquiera que fuera el producto final de un experimento la misma respuesta se aplicaría: la

gravedad disminuye con el cuadrado de la distancia porque así lo quiso Quetzalcóatl, y si la

gravedad disminuyera no con la distancia al cuadrado sino con la distancia elevada al cubo

también diríamos que es así porque lo quiso Quetzalcóatl.

Si Galileo estuviese presente en este momento de la historia seguramente estaría emitiendo

exclamaciones de asombro al darse cuenta de que su batalla en contra del aristotelismo continúa.

El problema radica en que el lastre aristotélico es una manifestación de la manera como funciona

nuestra cabeza. Vimos cómo la facilidad de identificar patrones nos ha servido bien. Sin

embargo, esa facultad, combinada con la necesidad de ajustar las ideas al principio de

causalidad, no siempre resulta en conocimientos válidos. Se corre el riesgo de otorgarles el

estatus de conexiones causales reales a meras coincidencias. Las generalizaciones accidentales

— o inferir una conexión causal entre dos eventos productos del azar— ocurren porque el

cerebro tiene la tendencia a organizar la información de tal forma que detrás de toda correlación

exista una conexión causal, pero no siempre esa conexión causal corresponde a algo real que

pasa en el mundo externo. Por ejemplo, que el tamaño aparente de la Luna sea igual al tamaño

aparente del Sol (por ello en un eclipse total de Sol la Luna tapa al Sol casi exactamente) es una

casualidad — no obedece a ningún efecto físico real. Que el período menstrual de la mujer esté

correlacionado con las fases de la Luna no implica que haya una relación física entre los dos

fenómenos. En otras palabras, las falsas correlaciones nos pueden engañar. La tarea del científico

en gran medida es poder reconocer cuándo una correlación es accidental y cuándo revela algo

real sobre el mundo externo. Otro aspecto nocivo de la lógica aristotélica que rige durante la

elaboración de modelos del mundo es la tendencia fácil a conformarse al sentido común, esa

lógica que se deriva de la experiencia directa, reiterada y no elaborada, es decir una lógica que se

ajusta ingenuamente a los datos sensoriales primarios. Por ejemplo el sentido común nos dice

que para mantener a un cuerpo en movimiento es necesaria la presencia de una fuerza, lo cual no

es correcto. La naturaleza no se comporta según lo esperado por el sentido común. El modelo



297

geocéntrico de Tolomeo sobrevivió casi dos milenios en parte porque es un modelo que se ajusta

cómodamente al sentido común: vemos y experimentamos la Tierra como si fuera inmóvil y la

observación parecería mostrarnos que el Sol gira en torno a la Tierra. En Diálogo Galileo invirtió

esfuerzos desmedidos para mostrar que la Tierra sí se mueve y en el proceso desarrolló el

concepto de inercia, fundamental en la física. El sentido común ejerce una influencia decisiva en

la manera como vemos el mundo. Durante el invierno del año 2009 en la ciudad de Washington

se sufrió uno de los inviernos más fuertes en 100 años y se presentaron acumulaciones de nieve

hasta de un metro. Era divertido escuchar cómo los oyentes llamaban a las emisoras radiales y se

burlaban de los científicos que afirman la existencia del fenómeno del calentamiento global: “Sí,

cómo no, ¡calentamiento global! ¡Bajo un metro de nieve!” Un senador muy gracioso113

—a

quién se le ha oído declarar en público que el calentamiento global es un engañoso montaje de

los científicos— atrajo las cámaras de televisión cuando mostró el iglú que le hicieron sus hijos a

Al Gore durante los días de nieve en Washington. Estas personas solo están reflejando el sentido

común que está arraigado en su ingenua cosmovisión. Parece contrario al sentido común que el

calentamiento global cause mayor acumulación de nieve en el invierno, así como parece

contrario al sentido común pensar que la Tierra se mueve alrededor del Sol. Empero, basta una

pizca de sofisticación para entender que precisamente por el calentamiento global se deposita

mayor cantidad de agua en la atmósfera, ergo una mayor precipitación es predecible. Lo irónico

de la historia del iglú es que hasta en los países más industrializados se encuentran personas cuya

cosmovisión está obstaculizada por un sentido común ingenuo. Para mayor precisión deberíamos

decir que con demasiada frecuencia ciertas ideologías explotan el sentido común para moldear la

cosmovisión de las personas. Y es que además del lastre aristotélico —del cual es necesario que

nos despojemos— el otro factor que impide el entendimiento del universo son las ideologías. La

historia de la cosmología moderna nos ha ido mostrando la sabiduría que encierra el consejo de

Lucy en el sentido de que debemos abandonar las ideologías.

Como ya dijimos, la humanidad se ha preocupado siempre por entender su lugar en el universo.

Tolomeo nos colocó en el centro del universo; Copérnico nos desplazó a una órbita poco

importante; y el big bang nos dejó flotando como una mota insignificante en medio de un

espacio de extensión inconcebible. ¿Cuál es el centro del universo? ¿Dónde está? El universo no

tiene centro. En cualquier punto del universo donde se coloque un astrónomo, este observaría la



298

expansión del espacio con todas las galaxias alejándose del observador de manera idéntica a

como lo hizo Hubble en 1929. Para ayudarnos a meter el universo en nuestra cabeza imaginemos

que el espacio se extiende ilimitadamente, ahora bien, como el universo tiene una edad finita

(13 700 millones de años) y debido a que la luz se propaga a una velocidad finita, quiere decir

que un ser humano solo puede observar objetos en el universo que se encuentran a lo sumo a una

distancia finita (distancia viajada por la luz en 13 700 millones de años). Si dibujamos a un

astrónomo en el centro y colocamos todos los objetos astronómicos que él puede observar,

encontramos que todos esos objetos están encerrados dentro de una esfera imaginaria cuyo borde

exterior es un límite infranqueable debido a la profundidad finita que podemos observar, como se

mencionó anteriormente. En otras palabras, el universo visible para el ser humano es una esfera

limitada por la distancia que la luz viaja desde el comienzo del tiempo y el ser humano está

localizado en el mero centro de ese universo visible. De hecho cada observador tiene su propia

esfera que contiene su universo visible. El universo visible para un extraterrestre por allá sentado

muy lejos de la Tierra sería también una esfera finita con el extraterrestre sentado en el puro

centro. Es más, debido al tiempo que le toma a luz para propagarse, el astrónomo en el centro del

universo visible está observando los objetos como eran en el pasado y en el pasado más remoto a

medida que nos alejamos del centro. En otras palabras la historia del universo aparece en frente

al astrónomo en capas como de cebolla, cada capa representando una época más vieja del

universo a medida que nos alejamos del centro. Tal como aparece representado en la figura al

comienzo del capítulo, un mapa del big bang entonces debe partir del ser humano en el centro,

rodeado de una capa de objetos astronómicos muy viejos, como las galaxias vecinas, seguida, a

medida que nos alejamos del centro, de una capa de galaxias jóvenes, seguida de una capa donde

aparecen las primeras estrellas, seguida de una capa donde se encuentra el gas primordial de

hidrógeno y helio a partir del cual se formaron las estrellas, seguida de una capa donde se

encuentra la radiación de fondo y por último la capa que contiene la sopa primordial de

partículas y radiación al comienzo del universo. El poder simbólico de este mapa del universo es

maravilloso: ¡el ser humano se encuentra en el centro del universo visible! En cierto modo es

irresistible pensar que deberíamos dibujar en el centro del mapa a Tolomeo haciéndonos muecas,

ya que al fin de cuentas retornamos a una representación del universo donde el ser humano

recobra una posición central.



299

SIMPLICIO: Con los diálogos del Capítulo 4 usted lo que quería era burlarse de mi, ¿verdad?

(Parece que Simplicio se quiere robar la última palabra)

Vea Simplicio, yo no puedo controlar la manera como usted decida interpretar la información.

Permítame repetir una vez más lo que ya dije: mi objetivo principal ha sido presentar una visión

honesta de la cosmología moderna, explicar por qué el modelo cosmológico estándar es aceptado

por la comunidad científica y explorar la reacción del público. La cosmología es muy importante

— al fin y al cabo es sinónimo de cultura. Existen personas poseídas por ideologías que rechazan

la teoría científica del origen del universo y para las cuales es inútil gastar esfuerzos pare que

entren en razón. Por otro lado la gran mayoría de las personas tenemos por naturaleza deseo

genuino de aprender, como decía Aristóteles. Considero que usted y yo formamos parte de esa

gran mayoría. Permítame terminar con una reflexión final.

El universo que se nos revela ante los ojos del telescopio es un universo impersonal, carente de

propósito, mecánico y frío, muy lejano al de los mitos con cara humana que se han propuesto en

el pasado. Las constelaciones de los astrónomos antiguos y la maloca de los indígenas reflejaban

aspectos de la humanidad en la bóveda celeste, la figura humana en forma de héroes triunfantes

era proyectada como en un planetario sobre la esfera celeste. El ser humano veía reflejados en el

cielo sus deseos y sus penas. Todo eso se esfumó con la cosmología moderna. En la respuesta

que ofrece la ciencia al problema del origen del universo no cabe la noción de mito que se trata

en la antropología, es decir la del mito, no como algo irreal, sino más bien como la necesidad de

tener un relato que explique nuestras vidas y nuestro lugar en el cosmos. Las teorías científicas

sobre el origen del universo que han ascendido y que han sido aceptadas por la comunidad

científica exhiben una dosis amplia y suficiente de verificabilidad, de poder explicativo y

predictivo, de coherencia, soporte empírico y distancia de argumentos teleológicos o

pertenecientes a la escatología. Ninguno de estos atributos se aplica a los mitos de la creación

estudiados en la antropología. El material para hacer un mito sobre el origen del universo se

perdió en el proceso de aproximación científica al universo porque las leyes físicas no conectan

al ser humano con su universo. Se perdieron mitos pero se ganó la verdadera dimensión cósmica

— que nos debe hacer mejores seres humanos ya que al mostrarnos nuestra pequeñez y



300

vulnerabilidad aprenderemos algún día a respetar nuestro planeta. Hemos aprendido que el

universo es comprensible, que se puede explicar sin apelar a influencias sobrenaturales y que

está movido por fuerzas susceptibles por completo de ser observadas, medidas y explicadas.

También hemos aprendido que nuestro planeta es un pálido punto azul, perdido entre miles de

millones de otros puntitos que van danzando en sus solitarias órbitas adornando el firmamento.

No obstante, ese marginal puntito azul es muy especial y es más importante que todos los demás

porque está habitado por unos seres hechos de polvo de estrella que miran hacia el firmamento y

no solo tienen la capacidad de comprenderlo sino que también poseen la disposición a

maravillarse de él y a partir de ese asombro hacer elaboraciones artísticas poéticas, musicales y

plásticas que deleitan a otros seres humanos. Obstinada por hallar sus raíces en el tiempo, la

humanidad comenzó a descorrer velos en la profundidad del espacio con ojos telescópicos cada

vez más poderosos. Penetramos rincones del universo nunca antes explorados, abrimos ventanas

a espacios jamás sospechados, tocamos las fronteras del cosmos y a donde quiera que dirigimos

la mirada telescópica —a la mayor profundidad posible en el espacio y en el tiempo— nos

encontramos con el vacío inamovible. Miramos el vacío de frente, pero la mente humana no está

equipada para la tarea impensable de asimilar la idea de vacío. Por otra parte, la mente humana sí

es muy diestra en consolarnos en medio del inmenso vacío con la poesía con la cual nos ayuda a

internalizar y procesar nuestra condición en el cosmos. Entonces, con exquisita ironía, decimos

inspirados por Hesiódo:

Venimos de la profundidad del abismo

un abismo nutrido por el silencio

un silencio circular que no se puede nombrar.

Sergio Torres Arzayús

15 de mayo, 2010



301

Eventos históricos importantes para la cosmología científica

Hace 13 700 años. Una bolita más pequeña que un electrón y más densa

de lo que cabe en nuestra imaginación decidió

expandirse. Nuestro universo se originó.

Hace 4 millones de años Ardi se bajó del árbol y miró hacia las estrellas.

Hace 3,2 millones de años Lucy salió a pasear por los jardines de Africa.

Hace 250 000 años Homo sapiens

Hace 100 000 años Homo sapiens salió a explorar el planeta Tierra

585 a.C. Un tal Tales de Mileto se inventó la filosofía con la

ambición de entender el mundo racionalmente

348 a.C. En este año el gran filósofo Aristóteles de Estagira

(Macedonia) cumplió 36 años y su profesor Platón

murió. Aristóteles escribió los tratados de filosofía,

física, astronomía, y todas las otras disciplinas que

fueron adoptadas como el plan de estudios básico en

las universidades europeas recién fundadas. Las ideas

de Aristóteles sobre el universo ejercieron una

influencia aplastante y nosiva para el entendimiento

del universo. La negación del vacío, la presunción de

que los objetos astronómicos son perfectos y su

insistencia en obligar a la naturaleza a obedecer el

principio de causalidad bloquearon la cosmología por

2 000 años.

c. 120 El astrónomo Claudio Tolomeo escribió el tratado

astronómico Almagesto donde expone el modelo

geocéntrico del universo construido por los sabios de

la antigua Grecia.

1543 Salió publicado el libro De las revoluciones de las

esferas celestes en el cual el astrónomo polaco Nicolás

Copérnico propone el modelo cosmológico

helioéntrico con el Sol en el centro y los planetas

girando en torno al Sol.

Febrero 15, 1564 En Pisa Giulia di Cosimo Ammannati trajo al mundo a

un bebé que 45 años más tarde causaría una revolución

del pensamiento europeo con sus observaciones

astronómicas. El bebé fue bautizado con el nombre de

Galileo. El padre: el músico, profesor y comerciante

Vincenzio Galilei.

1609 Se publica Astronomia Nova de Kepler con sus dos

primeras leyes sobre los movimientos planetarios

usando los datos acumulados por años por Tycho

Brahe en Uraniborg

1616 Galileo es citado a Roma por el Carnal Belarmino a



302

rendir cuentas. Belarmino amonesta a Galileo

ordenandole que dejase de enseñar el modelo

copernicano porque este es considerado por la Iglesia

como contrario a las escrituras. No queda un record

oficial de este acuerdo pero sí surge una carta firmada

por Belarmino en la cual se reivindica a Galileo y que

Galileo usó en su defensa cuando fue llamado a juicio

años más tarde.

1632 Salió publicado el libro de Galileo Diálogo sobre los

dos máximos sistemas del mundo: ptolemaico y

copernicano. Este libro escrito en forma de diálogo y

en lengua vernácula expone los argumentos a favor del

modelo heliocéntrico de Copérnico. Esta obra fue la

que puso a Galileo en problemas con la inquisición.

1633 La Santa Sede llamó a Galileo a que se presente para

ser juzgado por erético. Se le condenó por vehemente

evidencia de heregía, se le obligó a recantar y se le dio

la pena de arresto domiciliario.

1660 Robert Boyle publicó su obra Nuevos experimentos

físico-mecánicos, tocando la elasticidad del aire y sus

efectos en la cual presenta resultados experimentales

con su bomba de vacío.

1750 El inglés Thomas Wright publica su libro Teoría

original o nueva hipótesis del universo en el cual se

introduce el modelo de la galaxia consistente en un

disco denso de estrellas.

1755 El filosofo alemán Immanuel Kant propone en su

tratado Historia natural universal y teoría del

firmamento que las llamadas nebulosas son enteras

galaxias como las nuestras.

1830 Primera medición precisa de la distancia a una estrella.

Friedrich Wilhelm Bessel detectó por primera vez el

paralaje estelar en 61 Cygni, que según sus cálculos

pondría esa estrella a una distancia de 10,4 años-luz.

1868 Sir William Huggins muestra que las líneas de

absorción en espectros estelares aparecen desplazadas

hacia el azul o hacia el rojo, lo cual interpreta como

manifestación del movimiento de la estrella (efector

Doppler).

1913 Vesto Slipher del Observatorio de Lowell en Arizona

por primera vez observa corrimientos de frecuencia en

las líneas de los espectros de Andromeda. Sus

observaciones revelan la increíble noticia que

Andromeda se aleja a una velocidad de 300 kilómetros

por segundo

1916 Publicación de la teoría general de la relatividad que



303

posibilita el estudio científico del universo en su

totalidad.

1917 Einstein trata de hallar soluciones de su teoría que se

apliquen en cosmología, pero por exigir que el

universo sea estático no las encuentra, y termina

introduciendo la constante cosmológica. Su primera

solución tenía un error algebraico que Friedman luego

le comunica.

1919 En observaciones astronómicas del eclipse del 29 de

mayo Arthur Eddington confirmó la predicción de la

teoría de la relatividad en la cual los rayos de luz solar

se desvian al pasar en cercanía al sol.

1922 El matemático ruso Alexandre Friedmann encontró las

soluciones de la teoría de la relatividad general que

predicen la expansión del universo, en efecto poniendo

fin a la firme creencia en un universo estático.

1923 Edwin Hubble resuelve la nebulosa de Andrómeda en

estrellas separadas e identifica la presencia de estrellas

tipo cefeida variable con lo cual estima la distancia a

Andrómeda en 900.000 años-luz. En realidad la

distancia a Andrómeda es de 2,5 millones de años-luz,

pero esto no afecta el hecho de que con la observación

de Hubble la humanidad tiene que aceptar un universo

mucho más grande de lo que se pensaba.

1929 Edwin Hubble descubre el movimiento de recesión de

las galaxias lo cual constituye la evidencia principal a

favor de la expansión del universo.

1937 Hans Bethe desarrolla la teoría de generación de

energía termonuclear en las estrellas a través de la

conversión del hidrógeno en helio pasando por

deuterio

1946 George Gamow con su estudiante Ralph Alpher

trabajan en el problema de las abundancias de los

elementos químicos partiendo de condiciones iniciales

en un pasado del universo caliente y denso. Se formula

la cosmología del big bang

1948 Salió publicado un artículo de Ralph Alpher y Robert

Herman donde se predice la radiación cósmica de

fondo, con una tempertura de 5 grados kelvin,

considerando la conservación de masa/energía en una

expansión adiabática del universo

1964 Arno Penzias y Robert Wilson reportan la detección de

ruido de exceso en su antena de microondas

independiente de la dirección de observación. Este

ruido es interpretado como evidencia del fondo de

energía residual de radiación originada al comienzo



304

con el big bang

1968 Vera Rubin encuentra la “materia oscura” del universo

mientras hacia mediciones de la velocidad de rotación

de galaxias espirales. Las estrellas en las partes más

alejadas del centro de las galaxias espirales exhiben

movimientos muy veloces y por lo tanto requieren la

materia oscura para que proporcione la fuerza

centrípeta necesaria

1992 El proyecto COBE de la NASA reporta el

descubrimiento de pequeñas desviaciones en la

temperatura de la radiación de fondo. Las

características de las fluctuaciones en temperatura son

consistentes con las predicciones de la teoría del big

bang.

1999 Dos grupos independientes (Supernova Cosmology

Project y High-Z Team) observan por primera vez la

aceleración de la expansión del universo. El resultado

se basa en mediciones de distancias a supernovas de

tipo Ia



305

Biografias cortas: ¿Quién es quién en el universo? (EN PREPARACIÓN)

Alpher

Aristoteles

Chandrasekar

Descartes

Dicke

Einstein

Eddington

Eratóstenes

Friedmann

Galileo

Gamow

Herman

Hubble

Lemaitre

Newton

Penzias

Platón

Santo Tomas

Shapley

Sócrates

Tales de Mileto

Wilson



306

Listado de ilustraciones:

Figura 1-1. Mapa del universo ........................................................................................................ 1 Figura 1-2. Modelos del mundo: geocéntrico y heliocéntrico ........................................................ 8 Figura 1-3. Extraña vision de Simplicio ....................................................................................... 13

Figura 2-1. El universo se infla ..................................................................................................... 14 Figura 2-2. Experimento de Eratóstenes ....................................................................................... 22 Figura 2-3. Sombras en Tierra plana y esférica ............................................................................ 26 Figura 2-4. El experimento de Doppler ........................................................................................ 47 Figura 2-5. Conocimiento del universo ........................................................................................ 56

Figura 3-1. Epocas del big bang ................................................................................................... 63 Figura 3-2. La invitación al matrimonio propiciado por Gamow ................................................. 86

Figura 3-3. Foto de familia ........................................................................................................... 88 Figura 3-4. El cosmobus ............................................................................................................... 92

Figura 3-5. Curva del espectro de la radiación de fondo ............................................................ 104 Figura 3-6. Mapa de manchas del fondo cósmico ...................................................................... 109

Figura 3-7. Curva de camello (espectro angular) ........................................................................ 112 Figura 3-8. Consistencia del big bang ......................................................................................... 128 Figura 3-9. El problema de la planitud ....................................................................................... 132

Figura 4-1. Sueño de Simplicio .................................................................................................. 141 Figura 4-2. Faraón egipcio .......................................................................................................... 194

Figura 4-3. Somos polvo de estrella ........................................................................................... 196

Figura 4-4. El problema del horizonte ........................................................................................ 231

Figura 5-1. ¿Qué se esconde debajo del velo? ............................................................................ 252 Figura 5-2. Notas de Simplicio ................................................................................................... 278

Figura 5-3. Faraón bajo el velo ................................................................................................... 286 Figura 5-4. Cosmovisión. Los hilos del pensamiento ................................................................. 288 Figura 5-5. Modelo del mundo tajado por la navaja de Occam .................................................. 289 Figura 6-1. Mapa del universo .................................................................................................... 292



307

NOTAS

1 S. Torres, J. Powers, “Eratosthenes visits middle school: Assessing the ability of students to work with models of

the Earth”, Science Scope, Vol. 32, No. 8, April 2009, pp. 47-51; vease también el sitio web del proyecto:

http://astroverada.com/earth/ 2 Los documentos originales de Erastótenes no se conservaron, pero los detalles de la medición realizada por

Erastótenes sí aparecen en los relatos de historiadores como Strabo y en la geografía de Tolomeo. Un resumen

autoritativo de la historia de la medición del tamaño de la Tierra es el de George Sarton (Sarton, G., A History of

Science, Vol. 2, “Geography and chronology in the third century — Eratosthenes of Cyrene”, Chapter 6, p. 99,

Harvard University Press, Cambridge Massachusets, 1959). El problema del “estadio” y la ambigüedad en su

conversión a otras unidades de medida conocidas está exhaustivamente tratado por Diller en Aubrey Diller, “The

Ancient Measurements of the Earth”, ISIS, 40, pp. 6 — 9 (1949) 3 Aspectos historicos de la vida de Hubble basados en la biografía de Huble por Gale E. Christianson, Edwing

Hubble Mariner of the Nebulae, University of Chicago Press (1996) 4 George Gamow, “My World Line” (Viking Press, N.Y. 1961);

James D. Watson, “Genes, Girls, Gamow: After the Double Helix” (A. Knopf, 2001);

Edward Teller, Judith Schoolery, “Memoirs: A Twentieth-Century Journey in Science and Politics” (Perseus

Books, 2002);

Charles Weiner, “A Gamow Interview”, en Oral History Interviews, The Niels Bohr Library, American Institute of

Physics, College Park, Maryland. 5 John Farrell , “The Day Without Yesterday” (Avalon:,NY, 2005).

6 Fred Hoyle, “Home is where the wind blows” (University Science Books: Mill Valley, 1994)

Helge Kragh, “Cosmology and Controversy” (Princeton University Press: Princeton, 1996)

F. Hoyle, G. Burbidge, J.V. Narlikar, “A different approach to cosmology” (Cambridge University Press:

Cambridge, 2001) 7 John Maddox, Nature, V413, p279, 2001

8 H. Bondi, T. Gold, F. Hoyle, “Origins of steady state theory”, Nature, V373, p.10, 1995

9 F. Hoyle, Mon. Not. R. astr. Soc. 108, 361 (1948); H. Bondi, T. Gold, Mon. Not. R. astr. Soc., 108, 252 (1948)

10 Edward Teller, Judith Schoolery, Memoirs: A Twentieth-Century Journey in Science and Politics (Perseus Books,

2002). 11

George Gamow, “My World Line”, p. 127 12

Las cucharadas representan la proporción de los ingredientes en masa (75% hidrogeno, 25% helio). Obviamente,

este recurso culinario-literario es una simplificación ya que el hidrógeno es un gas (a temperatura ambiente y

también a las temperaturas presentes al comienzo del big bang) y la masa en “una cucharada de hidrógeno” depende

de la densidad del gas. Igual sucede con el helio. Una alternativa sería la de expresar la proporción en términos no de

masa sino de número de átomos, que sería 90% hidrógeno, 10% helio. 13

Naomi Pasachoff, “Marie Curie and the Science of Radioactivity”, (Oxford University Press: Oxford, 1996) 14

Italo Calvino, Le Cosmicomiche, (Garzanti: Milan, 1988) 15

Ernesto Cardenal, Cántico Cósmico, (Nueva Nicaragua: Managua, 1989) 16

Ernesto Sabato, Uno y el universo, (Seix Barral: Barcelona, 2003) 17

J. L. Borges, “El Aleph”, en “Narraciones” ed. M. R. Barnatán (Cátedra, Madrid, 1983). 18

El elemento ununoctio, hasta el momento (2008) el de mayor número atómico (118) fue producido artificialmente

en la reacción de átomos de californio y calcio. Los elementos naturales van desde el hidrógeno con número atómico

1 hasta el uranio, que es el número 98. Elementos más allá del uranio (trans-uránicos) no se encuentran en forma

natural en la Tierra pero sí se pueden producir sinteticamente en laboratorios. 19

Por lo menos así lo afirma Alex Vilenkin en su libro, Many Worlds in One (Hill and Wang: Nueva York, 2006) p.

153 20

Ralph A. Alpher, Robert Herman, “Reflections in Early Work on „Big Bang‟ Cosmology”, Physics Today, August

1988, pp. 24-34. 21

Más adelante surgió otro problema de la edad del universo cuando las edades de las estrellas más viejas (en los

cúmulos globulares) parecían más viejas que la edad del universo. El problema fue resuelto gracias a los avances en

tres áreas distintas: (1) la discrepancias en la determinación de la constante de Hubble fueron resultas, (2)

mediciones precisas de paralajes de las estrellas en cúmulos globulares permitidas por el proyecto Hipparcus

http://astroverada.com/earth/



308

resultaron en ajustes a las edades de estas estrellas, y (3) el ascenso del modelo cosmológico ΛCDM aumenta la

edad estimada del universo a partir de la velocidad de expansión hoy debido a que con la constante cosmológica el

universo se expandía más lentamente en el pasado. 22

El término en inglés es cosmic background radiation y en la literatura científica se usa la abreviación CMB para

referirse a la “radiación cósmica de fondo” 23

R. Alpher, H. A. Bethe, G. Gamow, Phys. Rev. 73, 803 (1948) 24

Vease por ejemplo la nota histórica escrita por M. Turner en conmemoración de los sesenta años del artículo.

Michael S. Turner, “From αβγ to precision cosmology: the amazing legacy of a wrong paper”, Physics Today,

diciembre 2008, pp. 8-9. 25

Otro ejemplo relevante sería el artículo del astrónomo de Sitter donde propone un modelo cosmológico basado en

la solución de las ecuaciones de la relatividad general en un universo de masa cero. En este universo se predicen

corrimientos hacia el rojo, pero no por efectos de expansión sino por los efectos de dilatación de tiempo debido a la

gravedad en espacios curvos. Lo interesante es que Hubble en su visita a de Sitter en 1928 se interesa por este efecto

de corrimiento hacia el rojo. Por la referencia que Hubble hace al efecto “de Sitter” en su publicación de la medición

de corrimientos hacia el rojo, cabe inferir que Hubble de alguna manera fue influenciado por esta teoría (incorrecta).

Ver por ejemplo: Gale E. Christianson, “Edwing Hubble”, (Farrar, Straus and Giroux: New York, 1995), p. 198. 26

R. Alpher, R. Herman, Nature 162, 774 (1948) 27

La relación entre Alpher y Herman con Gamow en relación a la predicción de la radiación de fondo es algo

extraña. Fueron Alpher y Herman (no Gamow) los que hicieron la primera predicción, sin embargo, por un tiempo

este trabajo fue ignorado y se le atribuyó a Gamow la predicción. Alpher y Herman se quejan de que el mismo

Gamow (que sabía de la predicción) escribió por lo menos tres artículos con nuevas predicciones de la radiación de

fondo pero en ninguno de ellos hace referencia al trabajo de ellos. Esta nota histórica está documentada en: Ralph A.

Alpher and Robert Herman, “Reflections on Early Work on „big bang‟ Cosmology, Physics Today, August 1988,

pp. 24-34. 28

El hecho de que la aceptación de la teoría del big bang en gran medida reposa en este experimento, que ocurrió al

azar y no de forma premeditada desacredita la tesis impulsada por el físico (convertido en filósofo/sociólogo de la

ciencia) Thomas Kuhn en la que no existe un experimento libre de la influencia de una teoría. 29

Penzias, A.A., Wilson, R. W., “A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s”, Astrophysical

Journal, vol. 142, p. 419-421 (1965) 30

John C. Mather, John Boslough, The Very First Light, Basic Books: New York (1996); tambien vease el articulo

con los resultados: Fixen, D. J., et. al., “The Cosmic Microwave Background Spectrum from the Full COBE FIRAS

Data Set”, Astrophysical Journal (1996): http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/9605/9605054v1.pdf 31

R. Srianand, P. Noterdaeme, C. Ledoux, P. Petitjean, “First detection of CO in a high-redshift DLA”,

http://arxiv.org/abs/0804.0116 32

J.V. Narlikar, R.G. Vishwakarma, G. Burbidge, F. Hoyle, “Small Scale Fluctuations of the Microwave

Background in the Quasi-Steady State Cosmology”, preprint (2001), http://arxiv.org/abs/astro-ph/0101551

J.V. Narlikar, R.G. Vishwakarma, G. Burbidge, “Interpretations of the Accelerating Universe”,

Publ.Astron.Soc.Pac, 114 (2002) 1092-1096, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0205064

J.V. Narlikar, R.G. Vishwakarma, Amir Hajian, Tarun Souradeep, G. Burbidge, F. Hoyle , “Inhomogeneities in the

Microwave Background Radiation interpreted within the framework of the Quasi-Steady State Cosmology”,

Astrophysical Journal, 585, 1 (2003), http://arxiv.org/abs/astro-ph/0211036

J.V. Narlikar, Geoffrey Burbidge, R.G. Vishwakarma, “Cosmology and Cosmogony in a Cyclic Universe”, J.

Astrophys. Astron. (2007) vol. 28, p. 67-99, http://arxiv.org/abs/0801.2965 33

Edward Wright, “Errors in the Steady State and Quasi-SS Models”,

http://www.astro.ucla.edu/~wright/stdystat.htm 34

La propuesta final del proyecto COBE fue ensamblada por John Mather en 1974 bajo instrucciones de NASA de

reunir tres propuestas relacionadas con la observación de la radiación de fondo. Una de las propuestas fue originada

por Mather, la segunda por Luiz Alvarez de la Universidad de California, Berkeley, que luego fue liderada por

George Smoot. La tercera liderada por Samuel Gulkis vino del laboratorio JPL de la NASA. 35

Chown, M., Afterglow of Creation (Arrow Books: London, 1993); Sobre el tema del manejo de la prensa a la

noticia de COBE y las declaraciones de Smoot vease el libro de John C. Mather y John Boslough (op. cit.); la

universidad de California, Berkeley sacó un comunicado de prensa a nombre de George Smoot anunciando los

resultados del COBE, aparentemente en violación de los acuerdos establecidos por el equipo de científicos del

COBE y por la NASA, el resultado del comunicado de prensa fue que a los ojos del público Smoot quedó como el

científico principal del COBE, cuando en realidad el equipo de científicos estaba compuesto por 19 investigadores.

http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/9605/9605054v1.pdf

http://arxiv.org/abs/0804.0116

http://arxiv.org/abs/astro-ph/0101551




http://www.astro.ucla.edu/~wright/stdystat.htm



309

36

La explicación en términos de un “conteo de manchitas” obviamente es una simplificación, pero el producto final

sí corresponde al análisis que realmente se hace. En realidad se usa la operación estadística de la “auto-correlación

angular” que se calcula multiplicando la temperatura en un par de puntos en la esfera celeste separados por un

determinado ángulo. Luego se hace una distribución estadística (un histograma) de estos valores para diferentes

separaciones angulares (entre las dos direcciones de los pares de puntos). El resultado es el espectro angular de

potencias. Existen otros métodos estadísticos alternativos y complementarios para realizar este análisis. Uno de estos

es más acorde a la simplificación del “conteo de manchitas” porque se basa en identificar las manchitas y medir su

perímetro. El autor hizo el primer análisis publicado de los datos del COBE usando ese método:

Sergio Torres, "Topological Analysis of COBE-DMR Cosmic Microwave Background Maps", The Astrophysical

Journal, 423: L9 - L12, (1994), http://home.earthlink.net/~verada/pubs/files/B_genero1.html 37

G. Hinshaw, et al., “Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP1) Observations: Data

Processing, Sky Maps, & Basic Results”, Astrophysical Journal Supplement Series, in press (2008),

http://cmbdata.gsfc.nasa.gov/product/map/dr3/map_bibliography.cfm 38

Los seis parámetros en el modelo estándar de la cosmología son: (1) la densidad de materia normal (átomos); (2)

la densidad de materia oscura; (3) la constante cosmológica (el término “lambda” en las ecuaciones de Einstein); (4)

la amplitud de las vibraciones acústicas; (5) la pendiente del espectro de potencias de las vibraciones acústicas; (6)

la profundidad de la capa de dispersión de fotones al momento del desacople. 39

El método de mínimos cuadrados fue desarrollado por el “príncipe de las matemáticas”, el eminente matemático

alemán Carl Friedrich Gauss (1777-1855) quien introdujo el método para predecir la posición del asteroide Ceres

usando unos pocos datos de su órbita. La técnica de mínimos cuadrados permite comparar datos con modelos

teóricos y se puede usar para hallar los parámetros del modelos. 40

Murray Gell-Mann, uno de los creadores del modelo estándar de partículas introdujo el “quark” para poner en

orden la cantidad de partículas elementales que se descubrían. Con los “quarks” la cantidad excesiva de partículas

“elementales” se reduce de manera análoga al orden que trae Mendeleyev a la química. La palabra “quark” fue

tomada de la novela Finnegan’s Wake de James Joyce donde aparece el fragmento: “Three quarks for Muster

Mark!”. 41

http://www.cfa.harvard.edu/supernova//home.html 42

http://www.supernova.lbl.gov/ 43

Las estrellas supernovas del tipo Ia explotan con la misma potencia porque todas tienen la misma masa (igual al

límite de Chandrasekhar). Las diferencias en la composición química de la estrella puede afectar la potencia, pero

estas posibles variaciones se pueden corregir midiendo la duración de la explosión: se conoce muy bien la manera

como varía la potencia con la duración de la explosión. 44

Aspectos de la trajectoria profesional de Vera Rubin se basan en la entrevista que le hizo Alan Lightman y en

artículos donde ella misma cuenta su historia:

Alan Lightman, Roberta Brawer, “Origins. The Lives and Worlds of Modern Cosmologists”, (Harvard University

Press: Cambridge, 1990);

Vera Rubin, “Seeing dark matter in the Andromeda galaxy”, Physics Today, diciembre, 2006, p. 8;

Vera Rubin, “A two-way galaxy”, Physics Today, septiembre 2007, p.8. 45

Ver por ejemplo el sitio web “Mujeres en Astronomía”,

http://www.astrosociety.org/education/resources/womenast_bib.html 46

M. J. Reid, et al., “Trigonometric Parallaxes of Massive Star Forming Regions: VI. Galactic Structure,

Fundamental Parameters and Non-Circular Motions”, http://arxiv.org/abs/0902.3913 47

Vease por ejemplo “The MOND pages” en: http://www.astro.umd.edu/~ssm/mond/index.html 48

El comunicado de prensa se encuentra en la Internet:

http://chandra.harvard.edu/press/06_releases/press_082106.html 49

Alan H. Guth, “The Inflationary Universe”, (Basic Books: New York, 1997) 50

Mientras que Einstein le dio una interpretación geométrica (G) a la constante cosmológica, los cosmólogos la usan

hoy como una presión negativa y por lo tanto la ponen al lado de (T) donde va la energía y las fuerzas. 51

Los cálculos estiman que las fluctuaciones cuánticas del vacío son extremadamente altas (del orden de 1088

toneladas por centímetro cúbico). Sin embargo la velocidad de expansión del universo pone una cota a la constante

cosmológica que es un factor de 10120

más pequeña que este estimado. 52

Helge Kragh, Cosmology and Controversy, (Princeton University Press: Princeton, 1996). 53

Esta fecha es debatible. Podríamos igualmente decir que la cosmología moderna entró en marcha en la década de

1780 cuando William Herschel se preocupa por estudiar los parches blancuzcos que aparecen en el cielo nocturno

(nebulosas) y comienza un mapeo sistemático de las estrellas y nebulosas en la bóveda celeste. También se podría

http://home.earthlink.net/~verada/pubs/files/B_genero1.html

http://cmbdata.gsfc.nasa.gov/product/map/dr3/map_bibliography.cfm

http://www.cfa.harvard.edu/supernova/home.html

http://www.supernova.lbl.gov/

http://www.astrosociety.org/education/resources/womenast_bib.html


http://www.astro.umd.edu/~ssm/mond/index.html

http://chandra.harvard.edu/press/06_releases/press_082106.html



310

argüir que la cosmología científica comienza con Galileo hace 400 años cuando usa la tecnología del telescopio para

penetrar regiones profundas del cielo y hacer las revolucionarias observaciones astronómicas que desmontaron la

cosmología tolemaica. 54

P. J. E. Peebles, Physical Cosmology, (Princeton University Press: Princeton, 1971) 55

Helge Kragh, “Gamow‟s Game: The Road to the Hot Big Bang”, Centaurus, 38, (1996) pp. 335-361. 56

Por ejemplo: http://home.earthlink.net/~verada/ 57

Ernesto Cardenal, “Cántico Cósmico” (Nueva Nicaragua: Managua, 1989) 58

El tratamiento del aspecto sociológico del tema de la cosmología se basa en debates y consultas con un

antropólogo y un sociólogo de la ciencia, además de numerosas lecturas entre las cuales cabe detacar:

E.D. Klemke, R. Hollinger, D. W. Rudge (Editores), “Introductory readings in the Philosophy of Science”

(Prometheus Books: New York, 1998);

H. Feigl, M. Brodbeck, “Readings in the Philosophy of Science” (Appleton-Century-Crofts: New York, 1953);

R. Dewitt, “Worldviews” (Blackwell: Oxford, 2004);

J. L. Kasser, “Philosophy of Science” (The teaching Company, 2006);

D. N. Robinson, “The Great Ideas of Philosophy” (The Teaching Company, 2004);

T. Kuhn, “The Structure of Scientific Revoutions” (The University of Chicago Press: Chicago, 1996);

O. Gingerich, “The Book Nobody Read”, (Penguin Books: New York, 2004);

G. Sarton, “A History of Science” (Harvard University Press: Cambridge, 1952);

M. Ben-Ari, “Just a Theory” (Prometheus Books: Amherst, 2005);

S. Weinberg, “Facing Up: Science and its Cultural Adversaries” (Harvard University Press: Cambridge, 2001);

S. Pinker, “How the Mind Works” (Norton: New York, 1997); 59

Ernesto Sabato, “Hombres y engranajes” (Alianza Editorial: Madrid, 1983), p. 41. 60

Ernesto Sabato, “Uno y el Universo” (Sudamericana, 1984) 61

El color viene determinado por la frecuencia de las ondas electromagnéticas de luz. Para que se generen ondas

electromagnéticas (o fotones) se requieren cargas eléctricas (es decir partículas cargadas con masa). Fotones también

pueden ser producidos por la aniquilación de un par de partículas de materia y anti-materia. En todo caso para

generar luz se necesita materia (partículas o campos). 62

Ver, por ejemplo Edward Wright (http://www.astro.ucla.edu/~wright/distance.htm): 1. Paralaje trigonométrico; 2.

Velocidad de cúmulos (e.g. Pléyades); 3. Paralaje secular; 4. Paralaje estadístico; 5. Distancia cinemática; 6. Paralaje

de expansión; 7. Eco de la luz; 8. Estrellas binarias espectroscópicas; 9. Método Baade-Wesselink; 10. Binarias

espectroscópicas eclipsadas; 11. Expansión de fotósfera; 12. Ajuste a secuencia principal; 13. Paralaje

espectroscópico; 14. Distancia a estrellas variables RR Lyrae; 15. Cefeidas variables; 16. Función de luminosidad de

nebulosas planetarias; 17. Estrella más brillante; 18. Diámetro más grande de nubes de H-II; 19. Fluctuaciones en el

brillo de superficie; 20. Supernova tipo Ia; 20. Relación Tully-Fisher; 21. Relación Faber-Jackson; 22. Galaxia más

brillante en un cúmulo; 23. Retraso de tiempo en lente gravitacional; 23. Efecto Sunyaev-Zeldovich; 24. Ley de

Hubble; 24. Dispersión de pulsares; 25. Luminosidad pico de novas clásicas; 26. Función de luminosidad de

cúmulos globulares. 63

Arp, Halton, “Seeing red: redshifts, cosmology and academic science” (Apeiron: Quebec 1998) 64

Existen varios casos famosos de físicos que se sienten perseguidos por que alguna vez sus artículos fueron

rechazados, ver por ejemplo: Arp, “Controversias Sobre las Distancias Cosmicas y los Cuasares” Tusquets, 2002;

Magueijo, Joao, “Faster tan the Speed of Light”, Penguin Books, 2003. En este último libro el autor hace un

recuento de su pelea con los editores de la revista Nature porque no le aceptaron un articulo donde especula sobre

una teoría física que acepta velocidades superiores a la velocidad de la luz. 65

La historia del descubrimiento de los cuásares contada de primera mano aparece en el articulo de Maarten

Schmidt, “The discovery of quasars” publicado en las memorias de la conferencia “Modern Cosmology in

retrospect” (Ed. B. Bertotti, S. Bergia, R. Balbinot, A. Messina, Cambridge University Press, Cambridge 1990) pp.

347-354. 66

Newman, W. I., Terzian, Y., “Combinatorics and Companion Galaxies: Paradox Lost”, The Astrophysical

Journal, 441: 505-506, March 10, 1995. Episodios recientes de la controversia en torno a la interpretación

estadística de los datos de desplazamientos rojos se resumen en: Schilling, G., “New Results Reawaken Quasar

Distance Dispute”, Science, 298, p. 345, October 11, 2002 67

Para un resumen de la controversia ver: Schilling, G., “New Results Reawaken Quasar Distance Dispute”,

Science, 298, p. 345, October 11, 2002 68

Arp y sus amigos dejaron relucir su resentimiento en carta abierta publicada en una revista popular donde acusan a

todo el mundo que no piensa como ellos de una conspiración universal que está ocultando la verdad y engañando

http://home.earthlink.net/~verada/

http://www.astro.ucla.edu/~wright/distance.htm



311

con la doctrina oficial evangelizadora del big bang: “An open letter to the scientific community”, H. Arp, et. al. New

Scientist, May 22, 2004, http://www.cosmologystatement.org/ 69

Robitaille, Pierre-Marie, “The Collapse of the big bang and the Gaseous Sun”, The New York Times, domingo

marzo 17, 2002. 70

Entre los mismos físicos han surgido desacuerdos sobre si el desplazamiento rojo cosmológico se puede adscribir

a un movimiento físico real (interpretación cinemática) o a un efecto puramente cosmológico. T. Kiang (“Time,

Distance, Velocity, Redshift: a personal guided tour”, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0308010 ) aclara que a grandes

distancias la interpretación Doppler es incorrecta, pero E.F. Bunn y D.W. Hogg (“The kinematic origin of the

cosmological redshift”, http://arxiv.org/abs/0808.1081 ) argumentan que inclusive a grandes distancias la

interpretación cinemática es viable si se hacen las transformaciones correctas a sistemas de referencia donde esta

intepretación es natural. 71

El problema matemático es muy sencillo: conocemos la velocidad de la expansión universal (que es la constante

de Hubble, aproximadamente igual a H = 1/14000000000 años) a un kilómetro de distancia (R = 1 km = 1000000

mm) la velocidad de recesión sería de acuerdo a la ley de Hubble v = H*R = 1000000 mm/14000000000 años = 1

mm/14000 años). 72

En la parte del espectro correspondiente al visible se han observado galaxias que se formaron cuando el universo

apenas tenía una edad de 1 200 millones de años (Astrophysical Journal, Vol. 700, pp. 20-48, 2009). Para nuestro

ejemplo hemos elegido una galaxia a una distancia de 12 000 millones de años-luz, lo cual quiere decir que su luz

fue emitida cuando el universo apenas tenía una edad de 1 700 millones de años. Con la calculadora cósmica de

Ned Wright en la Internet (http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html ) podemos calcular las diferentes

distancias: la distancia basada en el tiempo que viaja la luz (12 000 millones de años-luz); la distancia que nos

separaba de esa galaxia hace 12 000 millones de años cuando la luz fue emitida (4 858 millones de años luz); y la

distancia a la que se encuentra esa galaxia hoy (23 367 millones de años-luz). Nótese que el factor de expansión es

23367/4858 = 4.81. Los astrónomos definen el desplazamiento hacia el rojo como el factor de expansión menos 1: z

= 4.81 — 1 = 3.81. El desplazamiento hacia el rojo es medible directamente con observaciones de los espectros de la

luz proveniente de la galaxia. 73

Percy Bridgman (1882-1961, premio Nobel de física de 1946 por sus investigaciones en la física de alta presión) y

profesor en matemáticas y filosofía natural de la universidad de Harvard. Además de sus aportes a la física

experimental de altas presiones hizo contribuciones de notoriedad en temas de la filosofía de la ciencia. Reconoció

el papel central del concepto de medición en la teoría de la relatividad, en particular, la manera como las operaciones

que definen la medición de espacio, simultaneidad y tiempo sirvieron para re-conceptualizar el espacio, el tiempo y

por extensión el movimiento, materia y fuerza. De aquí sale su propuesta, el operacionalismo: un concepto científico

significa el conjunto de operaciones que se deben especificar para medirlo. Argumentó que el objeto del

conocimiento científico no es la realidad objetiva externa sino más bien el producto de un red de conceptos

operacionales que los científicos desarrollan para explicar, predecir y controlar experimentos. Interesante anotar que

dentro de los mismos científicos dados a incursionar el debate filosófico, surjan posiciones acordes con los

delineamientos presentes en el post-modernismo (¡entonces la critica constructivista de la ciencia no es tan original!) 74

Para que una teoría sea aceptada por la comunidad científica no es necesario que todas sus predicciones se hayan

comprobado. Es posible que esa ambiciosa meta no se pueda lograr con las tecnologías disponibles al momento. La

aceptación de la teoría general de la relatividad, por ejemplo, se basó en gran parte en la explicación de una

anomalía en la órbita de Mercurio y en la confirmación de la desviación de las trayectorias de la luz al pasar junto al

Sol tal como fue observado durante el eclipse de Sol de 1919 por Sir Arthur Eddington. La teoría ofrecía otras

predicciones que años más tarde — tan reciente como las primeras observaciones de frame dragging en el 2004—

fueron comprobadas una a una. En 1976 el experimento GP-A (del inglés para Gravitational Probe A) midió el

desplazamiento rojo gravitacional, predicho por la teoría, con una precisión de 0,02%. El desplazamiento rojo

gravitacional consiste en la disminución de la frecuencia de relojes atómicos según la intensidad del campo

gravitacional, lo cual es consecuencia de la predicción de la teoría que afirma que el tiempo fluye más lentamente en

regiones donde la gravedad es menor. En 1974 Joseph Taylor y Russell Hulse observaron la disminución en la

energía de sistemas estelares binarios debidas a la emisión de ondas gravitacionales. En estos sistemas compuestos

por dos objetos compactos (por ejemplo estrellas de neutrones) en rotación en torno a un centro de gravedad común,

la teoría de la gravedad de Einstein predice que esas masas en movimiento generan ondas gravitacionales que

proporcionan un mecanismo de pérdida de energía para el sistema binario. Con la pérdida de energía los dos objetos

en órbita se acercan y la rapidez de los pulsos que emite la estrella de neutrones aumenta. Estos síntomas fueron

observados por Taylor y Hulse y por ese trabajo recibieron el premio Nobel en 1993. En el 2004 el experimento

LAGEOS logró observar por primera vez el efecto de frame dragging predicho por la teoría (I. Ciufolini, E. C.

http://www.cosmologystatement.org/



http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html



312

Pavlis, “A confirmation of the general relativistic prediction of the Lense-Thirring effect”, Nature, Vol. 431, 21

October 2004, pp. 958-960). El frame dragging es la alteración de la estructura de espacio-tiempo alrededor de una

masa en rotación (como la Tierra), que se manifiesta como si la estructura del espacio-tiempo fuera arrastrada por el

movimiento de rotación de la Tierra. En el caso del LAGEOS, las órbitas de dos satélites pasivos de forma esférica

fueron monitoreados con alta precisión, se midió la distancia con rayos láser y se pudieron verificar los efectos

relativistas debidos a la rotación de la Tierra. En el 2009 el experimento GP-B (del inglés para Gravitational Probe

B) logró medir con un error del 14% el efecto de frame dragging predicho por la teoría. Para un resumen de las

pruebas de la teoría general de la relatividad véase por ejemplo: http://einstein.stanford.edu/highlights/status1.html 75

El átomo de hidrógeno, compuesto por un protón en el núcleo y un electrón que circunda su vecindad, puede

almacenar energía momentáneamente. Este truco lo consigue haciendo que el electrón se acomode en una

configuración de mayor energía, donde puede permanecer por una fracción de segundo para luego volver a la

configuración de más baja energía, devolviendo así la energía absorbida. A un átomo de hidrógeno le podemos

transferir energía pegándole con un fotón. Claro, si ese fotón tiene demasiada energía, lo que ocurre es que golpea el

electrón con tal fuerza que lo saca completamente del átomo. En el caso del hidrógeno basta con disparar un fotón

con una energía de 13.6 electrón-voltios para sacar al electrón del átomo. En el extremo de bajas energías, la menor

perturbación que le podemos causar a un átomo de hidrógeno sería disparándole un fotón de seis millonésimas de

electrón-voltio (correspondiente a un fotón con longitud de onda de 21 cm). En esta situación lo que ocurre es que al

absorber ese fotón, el electrón orienta su espín en la misma dirección que el espín del núcleo, una configuración de

mayor energía (la configuración de menor energía del átomo de hidrógeno se obtiene cuando el espín del electrón y

del protón están alineados en direcciones contrarias). Una nube de hidrógeno neutro en su nivel más bajo de energía

puede emitir luz de una longitud de onda de 21 cm cuando se encuentra sumergida en un medio lleno de fotones que

tienen la energía adecuada y puedan provocar el cambio en la orientación del espín del electrón. Este medio lleno de

fotones es justamente la radiación de fondo en la época del universo, antes de la formación de las primeras estrellas. 76

En el libro de John C. Mather, “The Very First Light” (Basic Books: New York, 1996), aparece el listado del

personal que trabajó en el proyecto COBE. La lista incluye 1097 nombres. 77

Los datos del proyecto COBE (y también los del más reciente proyecto WMAP) se encuentran en la Internet y

pueden ser descargados, sin costo alguno, por cualquier estudiante o investigador en cualquier parte del mundo.

Diversos investigadores independientes (no ligados a los grupos originales de estos proyectos) han usado esos datos

para escribir cientos de artículos. Aquí está el enlace: http://cmbdata.gsfc.nasa.gov/ 78

Véase por ejemplo el artículo de Bennett, C. L., et. al. (“The cosmic rosetta stone”, Charles L. Bennett, Michael S.

Turner and Martin White, Physics Today, November 1997) y el de Hu y Dodelson (“Cosmic Microwave

Background Anisotropies”, Wayne Hu and Scott Dodelson, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2002)

donde se hace un listado de los proyectos incluyendo referencias. 79

Steven Shapin, Simon Schafer, Leviathan and the Air-Pump: Hobbes, Boyle, and the Experimental Life (Princeton

University Press: Princeton, 1985) 80

Pocos minutos después del lanzamiento en un cohete Delta, el satélite COBE fue puesto en una órbita de 900

kilómetros de altura de tal forma que en un día completa 14 revoluciones alrededor de la Tierra. Los instrumentos

fueron encendidos tan pronto el satélite se estabilizó en su orbita y la señal nos llegó a la sala de control en la base

Goddard de la NASA (en Greenbelt, Maryland). Yo diseñé y desarrollé gran parte de los programas de análisis de

datos para el experimento DMR (radiómetro diferencial de microondas) a bordo del COBE y por lo tanto tuve el

privilegio de poder procesar y observar por primera vez los datos de radiación de fondo producidos por el COBE. En

su libro (“Wrinkles in Time”, George Smoot, Keay Davidson: Little Brown, London 1993) George Smoot — el líder

del equipo — describe este evento con las siguientes palabras: “…al final del primer día de toma de datos, nos

esforzamos por hacer funcionar el software de análisis para producir un mapa celeste burdo pero reconocible de la

radiación cósmica de fondo. Sergio Torres proyectó el mapa en la pantalla grande, y la sala de operaciones se llenó

de aplauso…”. Lo que apareció en pantalla fue un mapa con una banda luminosa de color azul hacia los extremos y

rosado hacia el centro. El color es artificial pero se usa para codificar la temperatura del cielo. La observación nos

estaba mostrando que, vista con microondas, una parte del cielo era 3,4 milésimas de grado kelvin más caliente que

la parte opuesta. El patrón observado y el valor de la diferencia en temperaturas era esperado, pero no era el objetivo

final para el cual se construyó el COBE. Ese patrón de un extremo caliente a uno frio en el lado opuesto de la esfera

celeste se llama el dipolo (en referencia a los dos “polos” opuestos de temperatura) y es producido por el efecto

Doppler inducido por nuestro movimiento relativo a la radiación cósmica de fondo. 81

La página en la Internet donde los astrofísicos ponen sus artículos, inclusive antes de que aparezcan publicados

formalmente, es: http://arxiv.org/archive/astro-ph 82

Véase listado en: http://astroverada.com/libro/Cosmology_books.html

http://einstein.stanford.edu/highlights/status1.html

http://cmbdata.gsfc.nasa.gov/

http://arxiv.org/archive/astro-ph

http://astroverada.com/libro/Cosmology_books.html



313

83

Stephen W. Hawking, Historia del Tiempo: Del big bang a los agujeros negros, (Editorial Crítica: Barcelona,

1988) 84

Lucy fue el nombre que se le dio al esqueleto fósil que Donald Johanson encontró en Hadar (Etiopia) en 1974. La

anécdota que se cuenta es que el nombre de Lucy fue inspirado por la canción de los Beatles “Lucy in the sky with

diamods” que sonó toda la noche durante la fiesta que se hizo para celebrar el hallazgo hecho por el grupo de

Johanson. Lucy es uno de los ancestros del género Homo que vivió hace tres millones de años en la región Afar

(Laetoli y Hadar, 160 kilómetros al noreste de Adís Abeba, Etiopía). El análisis del fósil y la comparación con todos

los otros fósiles existentes al momento llevaron a Johanson y White a identificar a Lucy como miembro de una rama

evolutiva común del Homo y de los Australopitecus (robustus y africanus). A esta rama común le dieron el nombre

de Australopitecus Afarensis (austral = del sur, pitecus = simio, afarensis = de la región de Afar). Véase: Donald

Johanson & Maitland Edey, LUCY, Warner Books (New York, 1981) 85

Un grupo de investigadores especializados en el estudio de factores culturales de cognición mostraron que cuando

a un grupo se les presenta un asunto “neutro” (por ejemplo nanotecnología), el grupo inicialmente responde con

indiferencia, pero cuando se les presenta información científica sobre el asunto en cuestión (por ejemplo las

aplicaciones y los riesgos de la nanotecnología), la mima información suscita respuestas completamente distintas en

el grupo de acuerdo a su cosmovisión, es decir de acuerdo a cómo esa información se ajusta a los valores sociales y

culturales del grupo. Véase: Kahan, Dan M., Jenkins-Smith, Hank and Braman, Donald, Cultural Cognition of

Scientific Consensus (February 7, 2010). Cultural Cognition Project Working Paper No. 77. Articulo disponible en:

http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=1549444 ; véase también: Kahan, D., “Fixing the

communications failure”, Nature, Vol. 463, pp. 296-297, 21 January 2010. 86

Robitaille, P.M., op. cit. 87

En 1830 Friedrich Wilhelm Bessel detectó por primera vez el arduamente buscado paralaje estelar en 61 Cygni,

que según sus cálculos pondría la estrella a 657 700 unidades astronómicas equivalente a 10,4 años-luz. Una

medición reciente da 11,2 años-luz (ángulo de paralaje: 1/3 de segundo de arco equivalente al ángulo que subtiende

una moneda de 2,5 cm a una distancia de 16 kilómetros) 88

El astrofísico e historiador de la ciencia Owen Gingerish dice que la aceptación del modelo de Copérnico no fue el

que haya presentado una alternativa más simple que la de Ptolomeo (de hecho el modelo de Copérnico necesita 34

epiciclos, lo cual es mayor número de epiciclos que en el modelo ptolemaico. Según Gingerish la aceptación del

modelo copernicano se debe a haber removido el ecuante (el centro de giro de los epiciclos) lo cual permite que los

plantas sigan un movimiento circular uniforme y cuadra mejor con las ideas filosóficas de la época. Gingerich

Owen, “The book noboday read: chasing the revolutions of Nicolaus Copernicus” (Penguin Books: New York,

2004) 89

El tema del juicio de Galileo ha sido una fuente inagotable de trabajo para los historiadores y, como es de

costumbre, la historia de Galileo no se ha salvado del revisionismo. Han surgido tesis que van desde las acusaciones

obvias que demonizan las violaciones perpetradas por la Santa Inquisición hasta culpar a Galileo por ingenuo y

exonerar a la iglesia diciendo que Galileo se buscó la condena al desobedecer la admonición de Bellarmino de 1616.

Algunas fuentes usadas aquí son:

Hofstadter, D., “The Earth Moves: Galileo and the Roman Inquisition”, W. W. Norton & Company (2009);

Vaquero, J. M., “Galileo”, Nivola Libros Ediciones (2003). 90

El caso de Lysenko es una ilustración nítida del monumental desastre que resulta de la peligrosa mezcla entre

política, ideología y ciencia. Trofin D. Lysenko (1898 — 1976) fue un agrónomo aficionado de origen campesino

que rechazó los avances en genética para imponer su propia teoría, desacreditada en su propio tiempo pero acorde

con la ideología soviética. Su origen proletario y su alineamiento con la ideología del partido le abrieron las puertas

del poder, desde las cuales perpetió sus falsas premisas en nombre de la ciencia, las cuales dieron paso a la brutal

represión de sus críticos y eventualmente al retrazo de la genética en la Unión Soviética. Hay quienes le adjudican

por lo menos parte de la responsabilidad de la muerte de 10 millones de rusos causadas por el hambre y la represión

que acompañó las políticas agrícolas por él promovidas. 91

Novikov, I.D., 2009. “Cosmology in the Soviet Union in the 1960s.” pp. 99 in Finding the Big Bang, J.E. Peebles,

L. A. Page Ed. Cambridge University Press. 92

Fang Lizhi, Bringing down the great wall (Norton: New York, 1992) 93

La primera observación documentada de manchas solares se debe a Thomas Harriot el 8 de diciembre de 1610;

Galileo hizo una demostración de las manchas solares en público en abril de 1611, mientras que Scheiner realizó las

primeras observaciones de manchas solares en octubre de 1611. José M. Vaquero, Galileo, (Nivola: Tres Cantos,

2003)

http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=1549444



314

94

Por ejemplo, esta es una declaración que hace Hoyle en un congreso profesional de astrofísica: “…Ryle tenía la

idea de que por medio de un conteo de radiofuentes podía rechazar el modelo estacionario. Su programa, que

persiguió agresivamente por muchos años, no parecía que tuviera otro objetivo. Él no estaba interesado en una

investigación honesta por la cosmología correcta, sino más bien en rechazar el trabajo de su colega de la misma

universidad, una situación que nunca esperaría fuera recibida con los ardientes aplausos que la comunidad científica

le brindó”, en: Hoyle, F., 1990. “An assessment of the evidence against the steady-state theory.” pp. 221-231,

Modern Cosmology in Retrospect, B. Bertotti, S. Bergia, R. Balbinot, A. Messina Ed., Cambridge University Press. 95

Vease por ejemplo: Carta publicada en New Scientist, 22 may 2004: http://www.cosmologystatement.org ; el sitio

web de Arp es también muy entretenido: http://haltonarp.com/ 96

J.V. Narlikar, R.G. Vishwakarma, G. Burbidge, F. Hoyle ,”Small Scale Fluctuations of the Microwave

Background in the Quasi-Steady State Cosmology”, http://arxiv.org/abs/astro-ph/0101551

J.V. Narlikar, R.G. Vishwakarma, Amir Hajian, Tarun Souradeep, G. Burbidge, F. Hoyle., “Inhomogeneities in the

Microwave Background Radiation interpreted within the framework of the Quasi-Steady State Cosmology”,


J.V. Narlikar, R.G. Vishwakarma, G. Burbidge, “Interpretations of the Accelerating Universe”,


Jayant V. Narlikar, Geoffrey Burbidge, R.G. Vishwakarma, “Cosmology and Cosmogony in a Cyclic Universe”,

http://arxiv.org/abs/0801.2965 97

Patricia O‟Grady documenta los estudios que se han realizado sobre el eclipce y reporta las dificultades que habría

tenido Tales con los ciclos Saros y Exeligmos ya que estos presentan variabilidad que probablemente no era

conocida en la época. El artículo aparece en un medio académico en línea cuyos artículos son revisados por referee:

http://www.iep.utm.edu/thales/#SH8a 98

Vease por ejemplo: Bertrand Russell, A History of Western Philosophy, (Simon & Shuster: New York, 1945) 99

Algunos académicos afirman que Pericles, el gran líder de la democracia en Atenas, contrató los servicios de

Protagoras entre los años 460 — 430 a.C. Los detalles de la posible asociación Pericles-Protagoras se pueden

encontrar en: O'Sullivan, Neil. "Pericles and Protagoras", Greece & Rome, Vol. 42, No. 1, pp. 15-23 (1995) 100

Daniel Kennefick presentó las circunstancias del experimento de Eddington y documentó los resultados del

reanalisis de los datos del experimento mostrando que no hay bases para afirmar que Eddington obró sesgadamente.

Kennefick, D., “Testing relativity from the 1919 eclipse — a question of bias”, Physics Today, March 2009, pp. 37-

42. 101

La reacción de Einstein a los resultados de Kaufmann se citan en la referencia que sigue como ejemplo de los

prejuicios del apegamiento del teórico a sus teorías a tal punto de no importar lo que dicen los experimentos. Alan

Lightman, A sence of the mysterious: Science and the human spirit, pp. 34-35, (Vintage Books, 2006) 102

En su celebrado artículo “Two dogmas of empiricism”, Quine ataca a los positivistas lógicos arguyendo que

cualquier afirmación teórica (sea esta analítica o sintética — que en el fondo son lo mismo para Quine) puede ser

revisada a la luz de nuevos datos empíricos. Quine, W. V., “Two dogmas of empiricism”, The Philosophical Review,

Vol. 60, pp. 20-43 (1951) 103

Ernesto Sabato, Hombres y engranajes. Heterodoxia, Madrid: Alianza Editorial (1983), p. 41. 104

Paul Feyerabend, “How to defend society against science”, conferencia dictada en noviembre de 1974 a la

Sociedad de Filosofia en la Universidad de Sussex, http://www.galilean-library.org/manuscript.php?postid=43842 105

Harding, S., The science question in feminism, (Cornell University, 1986) 106

Bondi, H., 1990. “The cosmological scene 1945-1952.” pp. 189-196 en Modern Cosmology in Retrospect, B.

Bertotti, S. Bergia, R. Balbinot, A. Messina Ed., Cambridge University Press. 107

Hoyle, F., 1950. The nature of the universe. New York: Harper, p. 113. 108

Dunkley, J., et al., “Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Likelihoods and

Parameters from WMAP Data,” Astrophysical Journal Supplement, 180: 306-329 (2009). 109

"Peirce's Theory of Abduction" in Philosophy of Science, v. 13, n. 4, 301—306, October (1946). 110

El creador de los quarks, el físico Murray Gell-Mann, describe el proceso científico como un proceso complejo

adaptativo similar a como los organismos vivos (y sus funciones) compiten por sobrevivencia. Véase:

Gell-Mann, M., The quark and the jaguar: Adventures in the simple and the complex, (Henry Holt and Company:

New York, 1995) 111

Sabato, E., Hombres y engranajes. Alianza Editorial: Madrid, 1983, p. 42. 112

J. L. Borges, “Del rigor en la ciencia”, en “Narraciones” ed. M. R. Barnatán (Cátedra, Madrid, 1983), p. 129. 113

El senador James Inhofe, republicano de Oklahoma

http://www.cosmologystatement.org/

http://haltonarp.com/




http://www.iep.utm.edu/thales/#SH8a

http://www.galilean-library.org/manuscript.php?postid=43842

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