25 de enero de 2008

La Paradoja de Fermi, ¿Dónde Están las Civilizaciones Extraterrestres?



Cincuenta años después de que el
físico italiano Enrico Fermi planteara su famosa Paradoja, la Humanidad
sigue preguntándose: ¿dónde están ellos?, ¿por qué no tenemos pruebas
irrefutables de la visita o existencia de civilizaciones
extraterrestres? Quien desee una respuesta a esta incógnita, se
encontrará con una sorpresa: existen decenas de ellas entre las que
elegir.



Stephen Webb, un físico que trabaja en la británica Open University,
lleva años investigando y reuniendo las diversas “soluciones” aplicables
a la Paradoja de Fermi. En su reciente libro, “Where is Everybody?”,
llega a una desalentadora conclusión: el problema sigue siendo tan
intangible, tan huidizo debido a nuestros pobres conocimientos, que aún
somos incapaces de determinar cuál de ellas es la verdadera -si es que
realmente alguna lo es-.

Pero no nos desanimemos. Quizá sea usted una mente inquieta capaz de
proporcionar una solución original y, por qué no, definitiva a la
Paradoja. Sin embargo, si prefiere tomárselo con calma y averiguar
primero lo que otros han dicho antes al respecto, siga leyendo y
descubrirá algunas de las conclusiones más interesantes a las que han
llegado expertos y estudiosos del tema.



YA ESTAN AQUI

Stephen Webb, en su profundo trabajo de recopilación, ha organizado las
posibles soluciones a la Paradoja de Fermi en tres grandes grupos de
optimismo decreciente. El primero de ellos es el que contempla la más
sencilla resolución: los extraterrestres ya están aquí o nos han
visitado alguna vez.

La primera contestación que recibió Fermi estuvo precisamente en esta
línea, y procedía de su buen amigo Leo Szilard, con quien compartía mesa
en Los Alamos. Aunque en honor a la verdad, no parece que hablara
demasiado en serio: el científico dijo, medio en broma, que los
extraterrestres ya tenían un nombre: húngaros. Szilard, que había nacido
en Budapest, compartía ciudad natal con sus colegas Eugene Wigner,
Edward Teller, John von Neumann o Theodore von Kármán, todos ellos
auténticos genios en sus respectivos campos de la Ciencia. Tan
brillantes eran (Neumann fue considerado el hombre más listo del mundo)
que sus colegas los llamaban a menudo “los marcianos”.

La siguiente solución aportada resultaba bastante más obvia. En el
apogeo de la histeria provocada por la aparición de platillos volantes,
parecía claro que éstos procedían del espacio exterior, que nos estaban
visitando con frecuencia y que incluso se atrevían a entrometerse en
nuestros asuntos. Si los famosos OVNIs están además tripulados por
extraterrestres, la Paradoja de Fermi queda resulta de inmediato.

Suponiendo que no nos convenza demasiado el origen de los platillos
volantes, aún no debemos renunciar a la existencia de civilizaciones
extraterrestres (CETs). Quizá nos visitaron en un lejano pasado, y
dejaron pistas sobre su presencia en nuestro planeta. Autores de dudosa
fiabilidad, como Erich von Däniken, han escrito mucho sobre ello. En
todo caso, dichas señales podrían encontrarse en nuestro planeta, la
Luna, Marte o cualquier otro planeta del Sistema Solar.

En 1996, la NASA anunció la posible (y polémica) existencia de fósiles
de vida marciana en un meteorito caído y recogido en la Antártida. Si
existió vida en la historia remota del Planeta Rojo, y ésta consiguió
llegar hasta aquí hace mucho tiempo, para después evolucionar, podríamos
llegar a una nueva conclusión: los extraterrestres (marcianos) existen,
pero somos nosotros. Algunos científicos, de hecho, insisten en que la
vida terrestre procede del espacio (teoría de la panspermia). Si la
“plantación” fue, además, deliberada, tendríamos otra prueba de que ahí
afuera hay alguien que ya nos ha visitado, al menos una vez.

También resulta curiosa la propuesta de John Ball, que nos habla de la
Tierra como un “zoológico” preparado por los extraterrestres.
Civilizaciones muy avanzadas aparecerían y desaparecerían en la Galaxia,
destruidas por sus enemigos o por sí mismas. Alguna de ellas podría
haber deseado establecer una reserva en este planeta azul, alejada del
“ruido galáctico”, donde la vida pudiera desarrollarse sin verse
afectada por los dramáticos acontecimientos del exterior. Así, nuestro
mundo sería sólo un ente para ser observado, ajeno a todo lo demás. Una
variación del escenario del zoológico, ideada por Martyn Fogg, propone
que la Tierra podría estar bajo la esfera de influencia de alguna
civilización tan avanzada que, no necesitando de sus recursos, no desea
que su esencia sea contaminada por influencias exteriores.

En una línea similar, pero muy “matrixiana”, Stephen Baxter sugiere que
la Tierra y sus inquilinos viven en una especie de simulación de
realidad virtual, que nos proporciona una impresión artificial del
Universo semejante a la que tenemos cuando entramos en un planetario.
Nos inculcarían así la ilusión de que estamos solos en el Universo, y
nos alejarían de cualquier influencia que cambiara nuestra línea
evolutiva natural.

La última solución de este grupo de propuestas nos acerca a la teología.
Si creemos en su existencia y otorgamos un carácter omnipotente a Dios,
es posible que, ante nuestros ojos, las civilizaciones extraterrestres
más avanzadas no se distingan demasiado de este ser supremo. En este
sentido, Edward Harrison propone que nuestro Universo, con sus leyes
físicas y constantes particulares, habría sido creado artificialmente en
un laboratorio, dentro de otro universo mayor.





NADA EN EL CONTESTADOR (AUN)

El segundo grupo de soluciones a la Paradoja de Fermi sigue otorgando
visos de realidad a la existencia de CETs. Pero si bien deben estar ahí
fuera, todavía no se han comunicado con nosotros.

¿Cómo justificar esta falta de contacto? La forma más directa es aquella
que afirma de forma categórica que las estrellas están demasiado lejos;
siendo esto rigurosamente cierto, el viaje interestelar podría no ser
posible, lo que evitaría que los extraterrestres vinieran a visitarnos,
aunque quisieran hacerlo.

Alternativamente, y esperando que, armados con una tecnología alejada de
cualquier cosa imaginada, fueran capaces de recorrer tan vastas
distancias, nuestros amigos podrían estar ya en camino: simplemente, no
habrían tenido tiempo de llegar hasta nosotros. Tengamos en cuenta que,
a la velocidad de la luz, tardaríamos más de 4 años en llegar a la
estrella más próxima a nosotros, o millones de años si nos dirigiéramos
hacia otras galaxias. Quizá nuestros hermanos espaciales viajan en
naves-mundo preparadas para colonizar a medida que avanzan, vehículos
que han asistido al nacimiento y muerte de innumerables generaciones de
individuos.

Pero incluso si la colonización de la Galaxia estuviera tan avanzada, la
Tierra podría haber quedado al margen. Geoffrey Landis opina que algunas
civilizaciones podrían encontrar más atractivas unas zonas que otras, en
función de su propia naturaleza. Si no pudimos ofrecer algo de interés
para ellos, tal vez hayamos sido ignorados. Otra posibilidad es que los
propios extraterrestres consideren viajar personalmente a otros mundos
un acto de desgaste biológico injustificable. Siendo muy avanzados,
puede que no nos visiten ellos, sino sus máquinas, en especial aquellas
capaces de auto-replicarse y extenderse exponencialmente a través del
espacio (como las sondas de Bracewll-von Neumann), asimilando la materia
prima que encuentren en el camino.

Tampoco hay que desdeñar las peculiaridades que distinguirían a las
civilizaciones extraterrestres. Algunas de ellas podrían haber
encontrado sus fuentes de energía en ámbitos distintos al espacio
normal, no teniendo ninguna necesidad de desplazarse a otros mundos. O
acaso hayan decidido quedarse en casa y comunicarse sólo vía radio o un
sistema equivalente.

¿Por qué querrían quedarse en su mundo sin explorar? Si antes hablamos
de que podríamos estar viviendo en una realidad virtual creada por
ellos, lo contrario podría ser asimismo cierto. Su sofisticación
tecnológica les habría hecho edificar una realidad alternativa mucho
mejor y más placentera que la real.

Algunos científicos, en cambio, creen que es culpa nuestra no haber
detectado CETs. Estos seres podrían haber estado intentando comunicarse
con nosotros desde hace tiempo, quizá desde siempre, sin que nosotros
hayamos obtenido todavía las herramientas precisas para poder oírles.
Las comunicaciones podrían hacerse no sólo a través de ondas de radio,
algo que ya dominamos, sino también mediante ondas gravitatorias,
partículas exóticas, o sistemas que aún no hemos descubierto. ¿Y si
están utilizando un medio de comunicación que sabemos cómo utilizar,
pero del cual carecemos la frecuencia exacta por la que transmiten? Las
actuales búsquedas SETI se desarrollan por el momento casi “a ciegas”.

Siendo más optimistas, imaginemos poseer ya las herramientas y la
frecuencia de recepción. ¿Bastaría con ello? No. Deberíamos saber hacia
dónde mirar y orientar bien nuestros instrumentos. Hay millones de
estrellas ahí fuera y no estamos muy seguros de cuáles tienen mayores
probabilidades de poseer planetas habitados. Actuamos basándonos en
suposiciones más o menos científicas, esperando, por qué no, el apoyo de
la suerte. Sin ella, buscar a tan escurridiza aguja en el inmenso pajar
cósmico podría suponer millones de años de trabajo sin recompensa
alguna.

Por fortuna, no faltan quienes creen que la señal que delatará la
existencia de las CETs ha sido ya capturada por nuestros
radiotelescopios. Nuestro problema sería que somos incapaces de
identificar esa señal, separándola del ruido de fondo. No en vano el
análisis de las señales, en investigación SETI, es tanto o más
importante que su obtención. Otros prefieren pedir paciencia: a pesar de
que hemos observado el cielo con detenimiento, lo hemos hecho durante
relativamente poco tiempo. Peor aún, quizá prestamos atención a las
señales de una determinada estrella cuando nuestros amigos alienígenas
estaban “cambiándole los fusibles” a su antena de transmisión y por
tanto ésta se encontraba inactiva. El éxito dependerá, probablemente, de
nuestra constancia.

El auge alcanzado por la investigación SETI en nuestros días plantea
otro curioso interrogante. ¿Y si todos escuchan y nadie transmite? Si
descontamos nuestras señales de radio y televisión, nosotros lo hicimos
brevemente hace tiempo, pero nuestro mensaje puede haber pasado
totalmente desapercibido o requerir millones de años para llegar a un
indeterminado punto de destino.

Existe otra desalentadora posibilidad: las CETs podrían NO querer
comunicarse con otros mundos. La psicología extraterrestre se nos
escapa, y no podemos esperar que cumplan con nuestro código de conducta.
Quizá tienen miedo de ser descubiertos y colonizados por otras razas más
a la vanguardia técnicamente, o puede que ya sean tan avanzados que no
encuentren interés alguno en entablar relaciones con seres claramente
inferiores.

Cambiando de registro, y desde un punto de vista científico, es posible
que algunas civilizaciones empleen unas matemáticas demasiado distintas
a las nuestras. Su concepto de la Ciencia y su descripción de la
naturaleza serían tan diferentes que no sabemos si seríamos capaces de
entendernos. Podrían estar transmitiéndonos señales en las que no
sabríamos reconocer la artificialidad que los delatara. Esperemos que
existan civilizaciones más semejantes a nosotros, o al menos, deseosas
de ser comprendidas al más bajo nivel posible.

Otros autores denuncian nuestra relativa falta de conocimientos. Somos
una especie joven, cuya ciencia apenas lleva acelerando progresivamente
unos cientos de años. Todavía no hemos sido capaces de desarrollar una
teoría del todo, que englobe gravitación, electromagnetismo, sistemas
cuánticos... No podemos declarar saberlo todo sobre el Universo, ni
sobre los fenómenos que en él se desarrollan. Podríamos especular aquí
sobre universos paralelos, otras dimensiones..., lugares en los que no
sabemos buscar y que podrían estar habitados por seres reales pero
inalcanzables desde nuestro punto de vista.

Contemplando nuestros propios problemas como especie inteligente, tal
vez debamos plantearnos si es posible convertirse en civilización
avanzada sin autodestruirse en el proceso. Existirían muchas CETs tan
avanzadas como la nuestra, pero también tan imposibilitadas como
nosotros de viajar o comunicarse de forma apropiada. Ninguna de ellas
alcanzaría ese umbral mágico, porque todas acabarían desapareciendo,
destruidas por su propio potencial o sus defectos. Como ejemplo,
consideremos el crecimiento exponencial en la capacidad de nuestras
máquinas y ordenadores. Vernor Vinge considera que hacia 2030 nuestras
computadoras habrán alcanzado un estado de inteligencia sobrehumana. En
poco tiempo podrían tomar el control y provocar la desaparición del
Hombre. Teniendo en cuenta que la computación es un requisito para mirar
hacia las estrellas con ambición, este desastre podría estar ocurriendo
ahora mismo en todo el Universo. Pero aún deberíamos preguntarnos:
¿dónde están esas súper-inteligencias mecánicas?

Otras civilizaciones jamás desarrollarán ordenadores que las destruyan.
Su entorno (subterráneo, por ejemplo) podría no haber propiciado el
desarrollo de las matemáticas o la astronomía. No sabrán ni se
preguntarán nunca si existen otros seres vivos en el espacio.

Para cerrar este grupo de posibles respuestas a la Paradoja de Fermi,
conviene mencionar la propuesta de Michael Hart, que concede que existen
muchas CETs, pero ninguna en nuestro horizonte visible. Dada la
velocidad finita de la luz, si el Universo, por su parte, fuera
infinito, sólo podríamos tener acceso a una parte de él. Aunque
estuviera lleno de vida, lo que estuviera demasiado lejos estaría
siempre fuera de nuestro alcance.


22 de enero de 2008

21 de enero de 2008

Nueva Hipótesis Sobre el Origen de la Vida


Según la investigadora Helen Hansma, de la Universidad de California en Santa Bárbara, la vida pudo haber comenzado en espacios protegidos dentro de estratos de un mineral, la mica, en océanos primitivos.
MenéameSu hipótesis propone que los estrechos espacios entre delgadas capas de mica pudieron proporcionar las condiciones adecuadas para la aparición de las primeras biomoléculas, permitiendo el surgimiento de células sin membranas.
La separación entre los estratos también habría provisto el aislamiento necesario para la evolución darviniana."Algunos científicos creen que las primeras biomoléculas fueron proteínas simples, y otros, que fue el ácido ribonucleico (ARN)", explica Hansma. "Tanto las proteínas como el ARN pudieron haberse formado entre los estratos de mica".El ARN desempeña un papel importante en traducir el código genético, y está compuesto de bases nitrogenadas, azúcar, y fosfatos. El ARN y muchas proteínas y lípidos en nuestras células tienen cargas negativas como la mica. Los grupos fosfato del ARN están distanciados medio nanómetro, al igual que las cargas negativas en la mica.

Los estratos de mica están unidos por potasio, cuya concentración es muy similar a la existente en nuestras células. Asimismo, el agua de mar, que bañó la mica, es rica en sodio, como nuestra sangre.El calentamiento y el enfriamiento del ciclo día-noche habrían causado que las láminas de mica se movieran de arriba abajo, y las olas habrían proporcionado igualmente una fuente de energía mecánica. Ambas formas de movimiento habrían causado la formación y ruptura de los enlaces químicos necesarios para permitir una bioquímica primitiva.Así, los estratos de mica pudieron haber proporcionado el soporte, la protección, y el suministro de energía para el desarrollo de la vida precelular, permitiendo ello la posterior formación de la maquinaria de los organismos vivos de hoy.

Información adicional en:
UCSB

Investigación Ergonómica Para Prevenir Lesiones al Trabajar Con Ordenadores


Una silla ondulante, un ratón que vibra, un monitor suspendido sobre un escritorio en un brazo móvil. Estos son algunos de los tipos de novedosos productos ergonómicos que Alan Hedge, una autoridad internacional en ergonomía de oficina y profesor de diseño y análisis ambiental en la Universidad de Cornell, estudia para determinar si pueden prevenir los daños provocados por los movimientos repetitivos en las personas que usan ordenadores de manera habitual.


MenéameMuchos problemas de salud son lesiones derivadas de movimientos repetitivos asociados con el trabajo de oficina. Las lesiones en la espalda representan un tercio de todas las lesiones en los puestos de trabajo. Una década atrás, la mayoría de éstas estaban asociadas con trabajos pesados. Hoy en día, en ciertos países son causadas mayormente por estar las personas sentadas durante largos períodos de tiempo, a menudo frente a un ordenador.El uso de los ordenadores desde edades más tempranas convierte a la tasa actual de problemas de salud en el canario en la mina de carbón. Hedge encontró que, típicamente, hay de 10 a 15 años de latencia antes de que las lesiones comiencen a desarrollarse.


A comienzos de la década de 1990, mostró que la edad promedio de los trabajadores que comenzaban a quejarse del síndrome del túnel carpiano iba desde treinta y muchos años hasta cuarenta y pocos. En el 2006, encontró que la edad promedio había descendido hasta la mitad de la veintena y era incluso inferior para algunas personas. "Ahora, los niños están utilizando ordenadores a los dos años de edad, así que para cuando se incorporen a la población en edad laboral ya serán propensos a lesiones", advierte Hedge.Para determinar mejor cómo los conceptos de diseño pueden prevenir tales lesiones, el Grupo de Investigación de Ergonomía y Factores Humanos de Hedge en la Universidad de Cornell estudia dispositivos experimentales, algunos de los cuales podrían resultar útiles. Entre sus proyectos recientes se encuentran:


- Ratón vibratorio: Hedge y Chris Moe estudiaron si un ratón vibratorio puede prevenir trastornos musculoesqueléticos en las extremidades superiores de los usuarios de ordenadores, al instar a quienes los utilicen a retirar la mano del ratón para evitar así su uso excesivo. Aunque los individuos dejan de tener cogido el ratón con más frecuencia cuando utilizan un ratón vibratorio en lugar de un ratón normal, también se comprobó que estos tendían a mantener sus manos suspendidas a poca distancia por encima del ratón. Esta posición tiende a ser más perjudicial debido al incremento potencial en la actividad muscular estática requerida para sostener la mano sin apoyarla.


La conclusión es que las personas deberían dejar descansar sus manos en una superficie plana cuando sintieran la vibración.- Sillas ondulatorias: Otro estudio examinó si una silla que realizaba continuamente movimientos ondulatorios a modo de masajes, con una cadencia ajustable, podría aliviar el dolor de la espalda en personas en las que tal dolor se incrementa cuando están sentadas. Aunque los resultados fueron variados, Hedge y Erin Lawler concluyeron que los asientos en movimiento son un concepto prometedor, sobre todo para individuos con problemas en la espalda.- Brazos móviles para monitores: Un tercer estudio analizó cómo, suspendiendo un monitor de ordenador de pantalla plana en un brazo móvil, se veían influidas la comodidad y las posturas de las personas. Hedge y Kathryn Boothroyd descubrieron que a las personas les gustaba de forma unánime el brazo del monitor debido a que podían ajustar sus pantallas LCD, y les daba más espacio en sus escritorios para colocar documentos.


Los investigadores observaron también que había menos quejas sobre problemas en el cuello, así como sobre el tamaño de las mesas de trabajo, debido a que las personas tenían más espacio.
Información adicional en:
Cornell U.

11 de enero de 2008

Delgadillo Songs

De Fernando Delgadillo, una Cancion Hermosa que suele Marcar mucho sentimiento de este Gran Cantautor. bueno Aqui lo dejo. Por Cierto esta Cancion le Da el etreno en un concierto en la Torre Latinoamericana de Los Angeles, en California disfrutenlo vale la pena....

Luna En Lunes
Fernando Delgadillo

Pensarás en mí como hago yo
en tu incrédula mirada de contemplación
que comienza a alzar un mundo
que extiende las alas volando en tu voz.

Y hoy que veo encender la luna
su más brillante semblante te quiero confiar
que esta noche vengo a darte
mi canción de amor que insistió en empezar.

Muy temprano he sentido tu mano
y la risa nos vuelve a pasar
de encontrarnos festejando
la aventura que nos ciñe la curiosidad.

Y aunque no confías en mí
necesitas saber que se puede intentar
y te da por desvestirte para no andar
otra vez porque vuelvo a escapar.

El recuerdo de tu beso imperdonable
vuelve a atarme a tu que
hacer de sujetarme a tu bocacon el gusto tibio y dulce de tu sed.

Hace poco que te observo
y te noté el amor solo oyéndote hablar
y que navega en tus ojos un aviso personal
y me llena la noche y me atrapas
como haría una ventana de luz
que ha bañado esta luna tempranase aclaran las noches y apareces tú.

Pensarás en mí como yo hago esta noche
que la luna cuelga en un cristal
y en mi mente se remonta tu ventana
y se resiste para regresar.

Pensarás tú en mí así
como de inevitablemente estoy pensando en ti,
y en la sola coincidencia
que esta luna en lunes te remita a mí.

Hace mucho que me encuentro
hallando en todo una señal
que termina conduciendo a donde estás
y que pueblas mi mente de vueltas
como haría una mañana de luzcuando llenas de sol las semanas
y a entregas tempranas me amaneces tú.

3 de diciembre de 2007

ESPACIO Y TIEMPO (B):POR STEPHEN W.HAWKING

Capítulo II (B)
En relatividad, no existe una distinción real entre las coordenadas espaciales y la temporal, exactamente igual a como no hay ninguna diferencia real entre dos coordenadas espaciales cualesquiera. Se podría elegir un nuevo conjunto de coordenadas en el que, digamos, la primera coordenada espacial sea una combinación de la primera y la segunda coordenadas antiguas. Por ejemplo, en vez de medir la posición de un punto sobre la Tierra en kilómetros al norte de Piccadilly, y kilómetros al oeste de Piccadilly, se podría usar kilómetros al noreste de Piccadilly y kilómetros al noroeste de Piccadilly. Similarmente, en relatividad, podría emplearse una nueva coordenada temporal que fuera igual a la coordenada temporal antigua (en segundos) más la distancia (en segundos luz) al norte de Piccadilly.
A menudo resulta útil pensar que las cuatro coordenadas de un suceso especifican su posición en un espacio cuatridimensional llamado espacio-tiempo. Es imposible imaginar un espacio cuatridimensional. ¡Personalmente ya encuentro suficientemente difícil visualizar el espacio tridimensional! Sin embargo, resulta fácil dibujar diagramas de espacios bidimensionales, tales como la superficie de la Tierra. (La superficie terrestre es bidimensional porque la posición de un punto en ella puede ser especificada por medio de dos coordenadas, latitud y longitud). Generalmente usaré diagramas en los que el tiempo aumenta hacia arriba y una de las dimensiones espaciales se muestra horizontalmente. Las otras dos dimensiones espaciales son ignoradas o, algunas veces, una de ellas se indica en perspectiva.
(Estos diagramas, como el que aparece en la figura 2.1, se llaman de espacio-tiempo). Por ejemplo, en la figura 2.2 el tiempo se mide hacia arriba en años y la distancia (proyectada), a lo largo de la línea que va del Sol a Alfa Centauro, se mide horizontalmente en kilómetros. Los caminos del Sol y de Alfa Centauro, a través del espacio-tiempo, se representan por las líneas verticales a la izquierda y a la derecha del diagrama. Un rayo de luz del Sol sigue la línea diagonal y tarda cuatro años en ir del Sol a Alfa Centauro.



Figura 2.2

Como hemos visto, las ecuaciones de Maxwell predecían que la velocidad de la luz debería de ser la misma cualquiera que fuera la velocidad de la fuente, lo que ha sido confirmado por medidas muy precisas. De ello se desprende que si un pulso de luz es emitido en un instante concreto, en un punto particular del espacio, entonces, conforme va transcurriendo el tiempo, se irá extendiendo como una esfera de luz cuyo tamaño y posición son independientes de la velocidad de la fuente.
Después de una millonésima de segundo la luz se habrá esparcido formando una esfera con un radio de 300 metros; después de dos millonésimas de segundo el radio será de 600 metros, y así sucesivamente. Será como las olas que se extienden sobre la superficie de un estanque cuando se lanza una piedra. Las olas se extienden como círculos que van aumentando de tamaño conforme pasa el tiempo. Si uno imagina un modelo tridimensional consistente en la superficie bidimensional del estanque y la dimensión temporal, las olas circulares que se expanden marcarán un cono cuyo vértice estará en el lugar y tiempo en que la piedra golpeó el agua (figura 2.3). De manera similar, la luz, al expandirse desde un suceso dado, forma un cono tridimensional en el espacio-tiempo cuatridimensional. Dicho cono se conoce como el cono de luz futuro del suceso. De la misma forma, podemos dibujar otro cono, llamado el cono de luz pasado, el cual es el conjunto de sucesos desde los que un pulso de luz es capaz de alcanzar el suceso dado (figura 2.4).



Figura 2.3






Figura 2.4


Los conos de luz futuro y pasado de un suceso P dividen al espacio-tiempo en tres regiones (figura 2.5). El futuro absoluto del suceso es la región interior del cono de luz futuro de P. Es el conjunto de todos los sucesos que pueden en principio ser afectados por lo que sucede en P. Sucesos fuera del cono de luz de P no pueden ser alcanzados por señales provenientes de P, porque ninguna de ellas puede viajar más rápido que la luz. Estos sucesos no pueden, por tanto, ser influidos por lo que sucede en P. El pasado absoluto de P es la región interna del cono de luz pasado.
Es el conjunto de todos los sucesos desde los que las señales que viajan con velocidades iguales o menores que la de la luz, pueden alcanzar P. Es, por consiguiente, el conjunto de todos los sucesos que en un principio pueden afectar a lo que sucede en P. Si se conoce lo que sucede en un instante particular en todos los lugares de la región del espacio que cae dentro del cono de luz pasado de P, se puede predecir lo que sucederá en P. El «resto» es la región del espacio-tiempo que está fuera de los conos de luz futuro y pasado de P. Sucesos del resto no pueden ni afectar ni ser afectados por sucesos en P. Por ejemplo, si el Sol cesara de alumbrar en este mismo instante, ello no afectaría a las cosas de la Tierra en el tiempo presente porque estaría en la región del resto del suceso correspondiente a apagarse el Sol (figura 2.6). Sólo nos enteraríamos ocho minutos después, que es el tiempo que tarda la luz en alcanzarnos desde el Sol. Únicamente entonces estarían los sucesos de la Tierra en el cono de luz futuro del suceso en el que el Sol se apagó.
De modo similar, no sabemos qué está sucediendo lejos de nosotros en el universo, en este instante: la luz que vemos de las galaxias distantes partió de ellas hace millones de años, y en el caso de los objetos más distantes observados, la luz partió hace unos ocho mil millones de años. Así, cuando miramos al universo, lo vemos tal como fue en el pasado.



Figura 2.5




Figura 2.6


Si se ignoran los efectos gravitatorios, tal y como Einstein y Poincaré hicieron en 1905, uno tiene lo que se llama la teoría de la relatividad especial. Para cada suceso en el espacio-tiempo se puede construir un cono de luz (el conjunto de todos los posibles caminos luminosos en el espacio-tiempo emitidos en ese suceso) y dado que la velocidad de la luz es la misma para cada suceso y en cada dirección, todos los conos de luz serán idénticos y estarán orientados en la misma dirección.
La teoría también nos dice que nada puede viajar más rápido que la luz. Esto significa que el camino de cualquier objeto a través del espacio y del tiempo debe estar representado por una línea que cae dentro del cono de luz de cualquier suceso en ella (figura 2.7).



Figura 2.7


La teoría de la relatividad especial tuvo un gran éxito al explicar por qué la velocidad de la luz era la misma para todos los observadores (tal y como había mostrado el experimento de Michelson-Morley) y al describir adecuadamente lo que sucede cuando los objetos se mueven con velocidades cercanas a la de la luz. Sin embargo, la teoría era inconsistente con la teoría de la gravitación de Newton, que decía que los objetos se atraían mutuamente con una fuerza dependiente de la distancia entre ellos. Esto significaba que si uno movía uno de los objetos, la fuerza sobre el otro cambiaría instantáneamente, o en otras palabras, los efectos gravitatorios deberían viajar con velocidad infinita, en vez de con una velocidad igual o menor que la de la luz, como la teoría de la relatividad especial requería. Einstein realizó entre 1908 y 1914 varios intentos, sin éxito, para encontrar una teoría de la gravedad que fuera consistente con la relatividad especial. Finalmente, en 1915, propuso lo que hoy en día se conoce como teoría de la relatividad general.
Einstein hizo la sugerencia revolucionaria que la gravedad no es una fuerza como las otras, sino que es una consecuencia que el espacio-tiempo no sea plano, como previamente se había supuesto: el espacio-tiempo está curvado, o «deformado», por la distribución de masa y energía en él presente. Los cuerpos como la Tierra no están forzados a moverse en órbitas curvas por una fuerza llamada gravedad; en vez de esto, ellos siguen la trayectoria más parecida a una línea recta en un espacio curvo, es decir, lo que se conoce como una geodésica. Una geodésica es el camino más corto (o más largo) entre dos puntos cercanos. Por ejemplo, la superficie de la Tierra es un espacio curvo bidimensional. Las geodésicas en la Tierra se llaman círculos máximos, y son el camino más corto entre dos puntos (figura 2.8).



Figura 2.8


Como la geodésica es el camino más corto entre dos aeropuertos cualesquiera, el navegante de líneas aéreas le dirá al piloto que vuele a lo largo de ella. En relatividad general, los cuerpos siguen siempre líneas rectas en el espacio-tiempo cuatridimensional; sin embargo, nos parece que se mueven a lo largo de trayectorias curvadas en nuestro espacio tridimensional. (Esto es como ver a un avión volando sobre un terreno montañoso. Aunque sigue una línea recta en el espacio tridimensional, su sombra seguirá un camino curvo en el suelo bidimensional). La masa del Sol curva el espacio-tiempo de tal modo que, a pesar que la Tierra sigue un camino recto en el espacio-tiempo cuatridimensional, nos parece que se mueve en una órbita circular en el espacio tridimensional. De hecho, las órbitas de los planetas predichas por la relatividad general son casi exactamente las mismas que las predichas por la teoría de la gravedad newtoniana.
Sin embargo, en el caso de Mercurio, que al ser el planeta más cercano al Sol sufre los efectos gravitatorios más fuertes y que, además, tiene una órbita bastante alargada, la relatividad general predice que el eje mayor de su elipse debería rotar alrededor del Sol a un ritmo de un grado por cada diez mil años. A pesar de lo pequeño de este efecto, ya había sido observado antes de 1915 y sirvió como una de las primeras confirmaciones de la teoría de Einstein.
En los últimos años, incluso las desviaciones menores de las órbitas de los otros planetas respecto de las predicciones newtonianas han sido medidas por medio del radar, encontrándose que concuerdan con las predicciones de la relatividad general.
Los rayos de luz también deben seguir geodésicas en el espacio-tiempo. De nuevo, el hecho que el espacio-tiempo sea curvo significa que la luz ya no parece viajar en líneas rectas en el espacio. Así, la relatividad general predice que la luz debería ser desviada por los campos gravitatorios. Por ejemplo, la teoría predice que los conos de luz de puntos cercanos al Sol estarán torcidos hacia dentro, debido a la presencia de la masa del Sol. Esto quiere decir que la luz de una estrella distante, que pase cerca del Sol, será desviada un pequeño ángulo, con lo cual la estrella parecerá estar, para un observador en la Tierra, en una posición diferente a aquella en la que de hecho está (figura 2.9).



Figura 2.9


Desde luego, si la luz de la estrella pasara siempre cerca del Sol, no seríamos capaces de distinguir si la luz era desviada sistemáticamente, o si, por el contrario, la estrella estaba realmente en la posición donde la vemos. Sin embargo, dado que la Tierra gira alrededor del Sol, diferentes estrellas parecen pasar por detrás del Sol y su luz es desviada. Cambian, así pues, su posición aparente con respecto a otras estrellas.
Normalmente es muy difícil apreciar este efecto, porque la luz del Sol hace imposible observar las estrellas que aparecen en el cielo cercanas a él. Sin embargo, es posible observarlo durante un eclipse solar, en el que la Luna se interpone entre la luz del Sol y la Tierra.
Las predicciones de Einstein sobre las desviaciones de la luz no pudieron ser comprobadas inmediatamente, en 1915, a causa de la primera guerra mundial, y no fue posible hacerlo hasta 1919, en que una expedición británica, observando un eclipse desde África oriental, demostró que la luz era verdaderamente desviada por el Sol, justo como la teoría predecía. Esta comprobación de una teoría alemana por científicos británicos fue reconocida como un gran acto de reconciliación entre los dos países después de la guerra. Resulta irónico, que un examen posterior de las fotografías tomadas por aquella expedición mostrara que los errores cometidos eran tan grandes como el efecto que se trataba de medir. Sus medidas habían sido o un caso de suerte, o un caso de conocimiento del resultado que se quería obtener, lo que ocurre con relativa frecuencia en la ciencia. La desviación de la luz ha sido, no obstante, confirmada con precisión por numerosas observaciones posteriores.
Otra predicción de la relatividad general es que el tiempo debería transcurrir más lentamente cerca de un cuerpo de gran masa como la Tierra. Ello se debe a que hay una relación entre la energía de la luz y su frecuencia (es decir, el número de ondas de luz por segundo): cuanto mayor es la energía, mayor es la frecuencia. Cuando la luz viaja hacia arriba en el campo gravitatorio terrestre, pierde energía y, por lo tanto, su frecuencia disminuye. (Esto significa que el período de tiempo entre una cresta de la onda y la siguiente aumenta). A alguien situado arriba le parecería que todo lo que pasara abajo, en la Tierra, transcurriría más lentamente.
Esta predicción fue comprobada en 1962, usándose un par de relojes muy precisos instalados en la parte superior e inferior de un depósito de agua. Se encontró que el de abajo, que estaba más cerca de la Tierra, iba más lento, de acuerdo exactamente con la relatividad general. La diferencia entre relojes a diferentes alturas de la Tierra es, hoy en día, de considerable importancia práctica debido al uso de sistemas de navegación muy precisos, basados en señales provenientes de satélites. Si se ignoraran las predicciones de la relatividad general, ¡la posición que uno calcularía tendría un error de varios kilómetros!
Las leyes de Newton del movimiento acabaron con la idea de una posición absoluta en el espacio. La teoría de la relatividad elimina el concepto de un tiempo absoluto.
Consideremos un par de gemelos. Supongamos que uno de ellos se va a vivir a la cima de una montaña, mientras que el otro permanece al nivel del mar. El primer gemelo envejecerá más rápidamente que el segundo. Así, si volvieran a encontrarse, uno sería más viejo que el otro. En este caso, la diferencia de edad seria muy pequeña, pero sería mucho mayor si uno de los gemelos se fuera de viaje en una nave espacial a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando volviera, sería mucho más joven que el que se quedó en la Tierra. Esto se conoce como la paradoja de los gemelos, pero es sólo una paradoja si uno tiene siempre metida en la cabeza la idea de un tiempo absoluto. En la teoría de la relatividad no existe un tiempo absoluto único, sino que cada individuo posee su propia medida personal del tiempo, medida que depende de dónde está y de cómo se mueve.
Antes de 1915, se pensaba en el espacio y en el tiempo como si se tratara de un marco fijo en el que los acontecimientos tenían lugar, pero que no estaba afectado por lo que en él sucediera. Esto era cierto incluso en la teoría de la relatividad especial. Los cuerpos se movían, las fuerzas atraían y repelían, pero el tiempo y el espacio simplemente continuaban, sin ser afectados por nada. Era natural pensar que el espacio y el tiempo habían existido desde siempre.
La situación es, sin embargo, totalmente diferente en la teoría de la relatividad general. En ella, el espacio y el tiempo son cantidades dinámicas: cuando un cuerpo se mueve, o una fuerza actúa, afecta a la curvatura del espacio y del tiempo, y, en contrapartida, la estructura del espacio-tiempo afecta al modo en que los cuerpos se mueven y las fuerzas actúan. El espacio y el tiempo no sólo afectan, sino que también son afectados por todo aquello que sucede en el universo. De la misma manera que no se puede hablar acerca de los fenómenos del universo sin las nociones de espacio y tiempo, en relatividad general no tiene sentido hablar del espacio y del tiempo fuera de los límites del universo.
En las décadas siguientes al descubrimiento de la relatividad general, estos nuevos conceptos de espacio y tiempo iban a revolucionar nuestra imagen del universo. La vieja idea de un universo esencialmente inalterable que podría haber existido, y que podría continuar existiendo por siempre, fue reemplazada por el concepto de un universo dinámico, en expansión, que parecía haber comenzado hace cierto tiempo finito, y que podría acabar en un tiempo finito en el futuro. Esa revolución es el objeto del siguiente capítulo. Y años después de haber tenido lugar, sería también el punto de arranque de mi trabajo en física teórica. Roger Penrose y yo mostramos cómo la teoría de la relatividad general de Einstein implicaba que el universo debía tener un principio y, posiblemente, un final.
Càndi Agustí i Pelegrí
Cosmopolita591