Caos cósmico u orden caótico

ENSAYO
Fernando Núñez Noda
(@nuneznoda en Twitter)
MIAMI (infoCIUDADANO)
30/Enero/2011

Del griego vienen las palabras Caos y Cosmos. Dice la Teogonía de Hesiodo que Caos era un Dios, el primero, el más elemental. De allí surgió lo demás. La Biblia también comienza por una gigantesca masa de vapor oscura, en un abismo, de lo cual se construye el universo físico. El caos equivale a desarticulación, indiferenciación, falta de control, una proto entidad.

Cosmos equivale a orden, a un arreglo armonizado, cíclico, que rige las estrellas y los planetas. Cosmos se le llama al espacio sideral, suponiendo que hay una organización interna para toda esa energía errante.

The Big Bang Theory

Algunas ramas del hinduismo predican que el universo se crea y se destruye en un vaivén repetitivo. Brahma respira y en cada aspiración arrastra las estrellas, los cometas y la luna, como un tapiz halado de súbito. Luego exhala y sale en borbotones la materia del siguiente universo. La Biblia misma comienza con un vacío, con un no-lugar del cual “emerge” la luz y el universo físicos.

Otras mitologías, nuevas y antiguas, también pregonan esta oscilación entre lo uno y lo múltiple. Entre Caos y Cosmos. Abanicos que se abren y cierran. El intervalo entre el sonido de dos tambores o entre determinado número de milenios. El giro del cielo hasta un punto preciso. La sucesión de etapas y acontecimientos predichos por un libro divino…

La teoría cosmológica que marcó el siglo XX guarda sorprendentes coincidencias con la cosmovisión indostánica y de otros pueblos: la “Gran Explosión” o “Big-bang”. No tuvo un “padre” único, fue más bien, el resultado conjunto de los descubrimientos espectroscópicos, la astronomía de la relatividad y la ya longeva geometría no euclidiana.

Se tiene, hasta ahora, al ábate George Lamaitre (en la foto, con Einstein), en 1927, como su formulador científico temprano. Los primeros datos astronómicos fueron aportados por el norteamericano Edwin Hubble. La expresión contemporánea echaba mano de dos “nuevos ojos” para mirar el universo físico: la mecánica cuántica y la relatividad general de Einstein, surgidas en los albores del siglo pasado.

Según la teoría del Big Bang, el universo físico viene de una “esfera primigenia” (en realidad una concentración inconcebible de energía, un caos concentrado), donde no podían existir átomos estructurados, porque la enorme densidad existente comprimía la energía formando un solo “algo”.

Este “algo” ha sido llamado también “átomo inicial”, “punto de máxima concentración”, cumpliendo el sentido democritiano de indivisible. Stephen Hawking (1949), el famoso astrofísico paralizado en su silla de ruedas, propone el concepto de “singularidad” para este estado indiferenciado de la energía. Es una misma “cosa” de la que puede surgir diversidad si se reduce la gravedad y la cercanía.

La teoría general de la relatividad, así como la teoría del Big Bang (que pretende explicar el origen físico del universo actual) y las mediciones astrofísicas de finales de siglo, sugieren que la expansión isomórfica (igual en todas direcciones) del universo -si la hay-, desde el centro físico del Big Bang hacia afuera, puede escaparse, disgregarse, detenerse, desviarse e incluso revertirse.

Adiós al universo cíclico, perfecto, esférico de los antigüos.

Pero quien crea que la ciencia moderna ha logrado domar el caos, se equivoca rotundamente. Más bien vemos cómo el dios de la entropía se apodera, poco a poco, de los diversos cuerpos de la ciencia.

Entropía, incertidumbre, indecidibilidad y caos

En 1850 el físico alemán Rudolph Clausius  concluyó que el calor tiende a disgregarse, a desmembrarse en unidades cada vez más pequeñas y separadas. Al final, no las afecta ninguna fuerza de atracción. Como hay más frío que calor en el universo, al final la poca energía tratará de llenar esos espacios gélidos, hasta llegar a ser sólo partículas inconexas.

Clausius llamó “Entropía” a esta Segunda Ley de la Termodinámica y, actualmente, se afirma que -a escala cósmica- toda la energía del universo se dispersa lentamente -demorada por la gravedad- pero, en última instancia, dirigida a que sus estrellas y otros cuerpos se deshagan en moléculas y éstas en átomos y éstos en sub-partículas que se desintegran espontáneamente. Conclusión: el universo parece dirigirse a un irreversible caos; la entropía del universo aumenta cada segundo.

Nota mental: No se preocupe, esto se mide en eones (1 eón= mil millones de años).

Otro triunfo del dios elemental es el principio de incertidumbre, formulado por Werner Heisenberg en 1927. Se afirma que no podemos conocer ciertos valores físicos, digamos, en estado puro, porque al medir los alteramos. A esta inseguridad, la física actual ha agregado innumerables otras. El consenso de la ciencia es que hay regiones de la materia y de la energía (porciones diminutas sub-atómicas) donde, simplemente, no se puede predecir qué ocurrirá.

Incluso la inmaculada matemática fue sacudida por el lógico checo Kurt Gödell (1906-1978), quien probó que no hay campo numérico capaz de ser completo y consistente a la vez. Nuestro ilustrador Lúdico, colocó a Gödell en el extremo inferior izquierdo de la ilustración inicial de esta página.

Si el sistema (digamos, la aritmética) puede probar todos los casos dentro de sí (todas las sumas y multiplicaciones), siempre habrá casos fuera de ella sobre los que no podrá decidirse, por ejemplo, una suma tipo: 2 – 3 que da un resultado negativo (por tanto, es incompleta). Pero si cubriera todos los casos posibles, entonces habría casos dentro de ella sobre los que no se puede decidir un resultado (la división entre cero, por ejemplo).

Y luego un cuarto ejemplo: la Teoría del Caos, un avanzado campo de estudios que pretende proponer algunas regularidades que subyacen al carácter incierto y ¿podríamos decir? caprichoso que caracteriza a la energía a pequeña y gran escala.

Fractal generado por computadora y que represernta patrones de crecimiento de una semilla.

Tomemos los fractales. La naturaleza hace crecer una hoja o moldear la costa de una playa de acuerdo con patrones sistematizables en general, pero impredecibles en detalle. Y así son los fractales: patrones repetitivos únicos, posibles de anticipar pero siempre con un margen de error. El desarrollo de tejidos, la dispersión de una gota de tinta en aceite, la descomposición de una fruta y otras construcciones (y de-construcciones) de la naturaleza, tejen sus marañas centrífugas, si las vemos en detalle.

La medicina moderna, aunque lejos todavía, he llegado a ver la enfermedad y la muerte como cierta imposibilidad progresiva de mantener el orden celular, la ínfima mecánica que guía nuestros átomos y otras partículas. Como especie hemos tratado de demorar y hasta derrotar la entropía pero nuestros resultados han sido hasta ahora ¿cómo decirlo? “fractálicos”…

Vada, veda, vida

La “vida” constituye nuestro ámbito de existencia, nuestra medida de las cosas y, sin embargo, no podemos definirla. Describirla sí, pero matematizarla… poco. Está en todas partes pero se escapa, se escurre entre las páginas del diccionario.

¿Movimiento? Hay formas de vida inmóviles, atrapadas en frías criptas de hielo o piedra. ¿Conciencia? Cómo saberlo, pero se sospecha que muy poco conocimiento de sí mismas tendrán estas esporas y bacterias. ¿Autorregulación? Bueno, conocemos máquinas que responden a estímulos y se ajustan a ciertos rangos de valores.

¿Reproducción? Hay animales que no se reproducen (como las mulas o las hormigas obreras) y en una discusión más amplia, ocurren en el universo astrofísico procesos generativos y cíclicos que “procrean” nubes de polvo y luego estrellas y otra vez polvo y de nuevo soles… ¿Voluntad? Quizá, pero como en una Prueba de Turing, a lo mejor un sistema automático llegará a imitarla muy bien, al punto de confundirnos.

No es buena idea, pues, comenzar por definiciones. Digamos que al menos ocurren sucesos inequívocos que podemos atribuir a la vida, otros que no y una franja gris en la cual la ciencia carece de dictámenes. Sin recetas, hay estructuras virales que no podemos llamar vivas o no-vivas… todavía. Con las incompletas fórmulas, un perro está vivo, pero ¿lo está una selva? ¿el océano? ¿la Tierra? ¿una galaxia? ¿el universo como un todo?

Bien, segmentemos un poco. Tomemos como referencia la vida basada en el carbono, como la nuestra, como la animal y la vegetal que conocemos. Esta vida desciende de los cuerpos a los tejidos, a las células, genomas, genes y al ADN. Seremos un poco “carbocéntricos” porque ¿de qué otro tipo de vida tenemos datos ciertos?

“La verdad está allá afuera” pero ¿y la vida?

Un cosmólogo de apellido Drake formuló hace más de 30 años una ecuación para calcular el número probable de mundos similares al nuestro, tan solo en la Vía Láctea, que podrían al menos comunicarse con nosotros enviando señales a la velocidad de la luz. De los cien millardos de estrellas que contiene la galaxia se toman las circundadas por planetas (según la definición actualizada que excluyó a Plutón).

De esa fracción extraemos los planetas que tienen condiciones de habitabilidad para la vida tal como la conocemos: presencia de agua y compuestos de carbono y otros materiales comunes en la Tierra.

De esos pocos afortunados habría que separar los planetas que hayan pasado del hueso al cohete. Es decir, testigos de algún tipo de sociedad inteligente y, al final, el residuo de las que pudieron desarrollar telecomunicaciones (o similares) para enviar señales que llegaran a nuestro mundo.

Obviamente, la ecuación funciona si disponemos de datos sobre las galaxias y, en este sentido, el inventario es escaso y disperso. Por ejemplo, sabemos de muy pocas estrellas con sistemas planetarios (243 planetas extrasolares contabilizados hasta junio de 2007). Y mucho menos de la cantidad que podría albergar vida (apenas un par de docenas).

Carl Sagan (1934-1996), por quien conocí esta fórmula, saca sus propias cuentas y propone que en la Vía Láctea puede haber dos millones de planetas capaces de sostener civilizaciones con algún tipo de avance tecnológico. ¿Usted qué opina?

Apenas este año se descubrió el planeta “más parecido a la Tierra”. Es decir, dueño de un espectro electromagnético muy similar al que tendría nuestro planeta visto desde allá. Llamado Gliese 581 C, es el tercero de la estrella Gliese, con un tercio de la masa del Sol y a 20,5 años-luz de distancia. Los científicos afirman que este cuerpo tiene agua y, muy posiblemente, condiciones para que exista algún tipo de entidad que por estos lados llamamos vivo.

De modo que falta mucha información para llenar las casillas que hagan la ecuación de Drake más confiable. En cuanto a las afirmaciones de visitas extraterrestres, secuestros, enanos cabezones y demás, son más imaginería que hechos. Hasta ahora no he encontrado una sola de estas “noticias” que me convenza. Más aún, el sustantivo “noticia” se usa con mucha generosidad, porque el único hecho suele ser que alguien dijo algo.

Vivimos, pues, en el dominio de Caos. No sabemos qué es la vida. Ni siquiera si es única o común en el universo observable.

Mucho desde hace poco

La vida, al menos la humana, ha producido una registro portentoso de lo que conoce y, ciertamente, de lo que ignora.

Pero el cosmos físico conocido es tan grande y nosotros, humanos, tan pequeños, que la imagen actual que ha forjado la física y la cosmología tiene menos de 100 años. Y eso que la observación humana de los cielos antecede a las pirámides…

A pesar de lo vertiginoso que fue el siglo XIX, sobre todo su segunda mitad, el XX se inició con una imagen de los cielos muy “provinciana”, y tradicionalista si se quiere. Max Plank (1858-1947) postulaba su teoría cuántica en 1901, pero aún se afirmaba que todas las estrellas catalogadas, junto a las nebulosas de gas y supernovas, formaban parte de la Vía Láctea, nuestra galaxia, que en ese entonces se tomaba por el “universo”.

Incluso en el vecindario solar, no se conocía nada significativo allende Neptuno, el planeta más lejano hasta entonces.

Y sobre todo, se creía que el universo tenía un comportamiento estático, es decir, uniforme a gran escala y que había infinidad de mecanismos para que la materia crease fuerzas compensadoras de la energía “destruida”.

¡Sorpresa!: el Universo es un estira- y-encoge

Si se cumple la Segunda Ley de la Termodinámica, entonces ¿se enfriará el universo, se apagarán las estrellas y llegará un momento cuando la gravedad ya no tenga qué atraer?

Pues, luchar contra esta creencia ha sido un imperativo humano desde los albores de la civilización. Pensar que el universo es ordenado (de hecho, los griegos llamaron al orden “cosmos”) ha sido una necesidad intelectual y, acaso, emotiva. Alguna estabilidad sicológica debe dar, algún sentido de permanencia, conexión o trascendencia.

No obstante, el cuadro actual muestra un universo físico expansivo. Digámoslo de otra manera: uno que se “estira” como la superficie de un globo al inflarlo. Los astrofísicos actuales coinciden en que todas las galaxias observadas se alejan de nosotros, producto de una Gran Explosión ocurrida hace más de 12 mil millones de años.

¿Ven? Causa como angustia, porque si se infla demasiado un globo estalla. Si el universo se expande por siempre quizá los fragmentos se alejen tanto que lleguen a no atraerse gravitatoriamente. En ese caso el cosmos físico (suponiendo que no hay nada externo a éste o está muy lejos) se enfriaría y desintegraría eventualmente, en vez de retraerse y colapsar gravitatoriamente sobre sí mismo.

La idea poco relajante del universo expansivo es muy reciente. Antes de los años 1920s se consideraba al espacio sideral uniforme (“isomórfico” le dicen), constante y eterno. Si había un cambio negativo aquí, pues ocurría otro positivo por allá y mantenía la uniformidad. Aristóteles, al menos nominalmente, inauguró esta línea de pensamiento, apoyada por astrónomos como Claudio Ptolomeo (83-161 EC) y, sobre todo, hecha oficial por la autoridad eclesiástica que dominó el mundo occidental en el medioevo. Newton, en el siglo XVII,  lo endosó, sobre todo por su devoción religiosa, su creencia en Dios como “primer motor”.

Pero, en fin, el “universo estático” es una idea muy antigua y difícil de desarraigar. Incluso Einstein, un rompedor de paradigmas, desarrolló una “constante universal” para explicar porqué el universo no se contraía hasta el opuesto del Big Bang.

El caso es que todas estas increíbles conclusiones tienen menos de un siglo. Apenas en los 1920 el astrónomo norteamericano E. Hubble (1889-1953) observó y propuso la expansión del universo, al revelar que las galaxias se alejan unas de otras a grandes velocidades. Hemos hablado que Einstein mismo tuvo que aceptar esta evidencia y llamó su teoría del universo estático “el mayor error de mi vida”.

La astrofísica necesaria para este descubrimiento también hizo menos “local” el tamaño del universo: la Vía Láctea terminó siendo una en 100 mil millones de galaxias, cada una con un promedio de 100 mil millones de estrellas en un cosmos que, en vez de unos cientos de miles de años-luz, excedía los 10 mil millones de años-luz de diámetro.

Nube de Oort. Haga clic sobre la imagen para ampliarla.

Bien entrado el siglo XX también se extendió el patio trasero de nuestro sistema solar: Plutón fue descubierto como planeta en 1930 y degradado a cuerpo enano en 2006. En los últimos 60 años se han añadido a la familia planetaria-asteroidal, el llamado “Cinturón de Kuiper” y la “Nube de Oort”, gigantescos conglomerados de planetoides, asteroides y núcleos de cometas. Hay más de siete cuasiplanetas e infinidad de cuerpos errantes que están en “veremos”.

La lista de las añadiduras recientes a esta visión contemporánea es vasta. Los enigmáticos agujeros negros vieron luz (aunque esto evidentemente es metafórico) después de los 1960s, gracias al trabajo primero teórico antes que práctico de físicos como S. Hawking (1942-), quien también ha colaborado con el concepto de “singularidad”, una condición astrofísica que se debate desde hace un par de décadas. Los lejanos quásares, especie de fotos de momentos iniciáticos del universo, fueron deducidos en los 1960s.

La única partícula elemental no observada, el famoso “bosón de Higgs” (y que quizá se compruebe o refute pronto con el nuevo super acelerador europeo de CERN) fue propuesto en 1964.

Y así, teorías que suenan a primera voz extravagantes, como la de las cuerdas o los “agujeros de gusano”; la expresión de una teoría unificada de la energía: la “gravedad cuántica” y objetos colapsados como las “enanas blancas” o “rojas”… han sido productos de los 1980s para acá.

Los “exoplanetas” (cuerpos giratorios alrededor de estrellas distintas al Sol) también son jóvenes entre nosotros. El primer registro fue en 1990 y hasta mayo de 2008 se han catalogado 307.

La “Cronología de los Descubrimientos” (1989) de Isaac Asimov, que llega obviamente hasta poco antes de la muerte de este enciclopedista, dedica 506 páginas a la ciencia humana desde 2000000 aEC hasta 1899 (dos millones de años, pues). Y tan solo el siglo XX hasta 1988 ya llevaba más de 300 páginas. Si se hiciese una cronología de la astronomía y de la astrofísica, la proporción a favor de la última centuria sería incluso mayor.

Lo que quiero decirles es sencillo: los conocimientos precisos y amplios que tenemos del universo son recientes, pero cambiantes e imprecisos. Y, encima, al aplicarlos a un ente, lo cambian, de modo que no hay conocimiento práctico puro.

Otro triunfo más para el dios elemental…

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Más:

La Edad de la (Sin) Razón
Un ensayo sobre el caos en la realidad geopolítica.

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ILUSTRACIÓN: Lúdico para infoCIUDADANO.
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