UNA ALTERNATIVA AL BIG BANG

“El universo no tuvo principio ni tendrá final”

Alan Woods

La publicación de Razón y revolución(*) hace siete años, fue recibida con gran entusiasmo por muchas personas, no sólo de la izquierda, también por científicos y otras personas interesadas en la filosofía y las últimas teorías científicas, como el caos y la complejidad, que en muchos aspectos refleja una aproximación dialéctica a la naturaleza.

Los últimos descubrimientos paleontológicos, en particular el pionero trabajo de Stephen J. Gould (equilibrio puntuado) han modificado de una forma fundamental la vieja visión de la evolución como un proceso lento, gradual que nunca podía ser interrumpido por catástrofes y saltos repentinos. El propio Gould ha prestado un tributo a la contribución de Engels, quien, en su obra maestra, El papel del trabajo en la transformación del mono en hombre, adelantó brillantemente los últimos descubrimientos en la investigación de los orígenes humanos.

Desde que apareció el libro, se han producido toda una serie de avances espectaculares en la ciencia, el más notable es el genoma humano. Estos resultados han demolido completamente las posiciones del determinismo genético que nosotros criticamos en Razón y revolución También han dado un golpe mortal al disparate creacionista que rechaza el darwinismo en favor de los primeros capítulos del Génesis. Ha cortado el terreno a los racistas que intentaban alistarse al servicio de la genética para divulgar sus “teorías” reaccionarias seudo-científicas.

Sin embargo, para algunos la parte más difícil de asimilar de Razón y revolución es la sección dedicada a la cosmología, donde nosotros rebatimos la teoría del Big Bang. El modelo estándar del universo parecía estar atrincherado en una situación aparentemente inexpugnable. La aplastante mayoría la aceptaba de una forma acrítica. Era tan impensable cuestionar esta teoría, como cuestionar al Papa de Roma o a la Inmaculada Concepción.

La teoría del Big Bang era un intento de explicar la historia del universo a partir de un fenómeno observado determinado, en particular, el hecho de que se puedan ver galaxias retrocediendo unas detrás de otras. Esto ha hecho pensar a la mayoría de los astrónomos que estos grupos de estrellas estaban más cerca en el pasado. Si rebobinamos hacia atrás la película, entonces toda la materia, el espacio y el tiempo habrían surgido a partir de un punto después de una gran explosión, en la que habrían estado implicadas unas cantidades asombrosas de energía.

El modelo cosmológico más aceptado es el llamado modelo inflacionario; el universo nació a partir de una creación instantánea de materia y energía. Es el equivalente moderno del antiguo dogma religioso de la creación del mundo a partir de la nada. El Big Bang supuestamente sería el principio del espacio, la materia y el tiempo. Desde entonces el universo se ha hinchado, desde entonces la materia y la energía se han esparcido en grupos. La expansión potencialmente podría continuar para siempre.

Este modelo ha ido ganando aceptación porque cuenta con varias características importantes que podemos ver en el universo, por ejemplo, que todo parece igual en todas las direcciones y el hecho de que el cosmos parece “llano” (líneas paralelas que nunca se cruzan).

“La idea de la inflación ha tenido una tremenda influencia”, escribe Robert P. Kirshner, un astrofísico de la Universidad de Harvard. “No se ha encontrado ninguna observación que demuestre lo contrario”. Pero añade lo siguiente: “pero eso tampoco significa que sea correcto”. (National Geographic News, 25 de abril de 2002).

En realidad, hay serios problemas con esta teoría y ya los tratamos detalladamente en Razón y Revolución. En particular, las preguntas relacionadas con lo que ocurrió “antes” del Big Bang, que no se pueden responder porque, supuestamente, no existió el “antes” ya que no existía el tiempo. En este sentido, se ha puesto un límite absoluto a la posibilidad de comprender el universo, y deja la puerta abierta a todo tipo de ideas místicas, que durante los últimos años han aparecido en abundancia. Sin embargo, la teoría inflacionaria ha sobrevivido desde su aparición a finales de los años setenta, mientras que los cosmólogos han desacreditado una por una todas las ideas que competían con ella.

Sin embargo, cada vez son mayores los problemas de la teoría. El último apareció en 1998, cuando los estudios de explosiones de estrellas lejanas demostraron que el universo se estaba expandiendo a un ritmo acelerado. Esto fue una gran sorpresa ya que la mayoría de los investigadores creían que, aunque el universo se expandiera para siempre al mismo ritmo o se desacelerara, finalmente, se contraería para producir un “gran crujido”.

La semana pasada, el 25 de abril, Paul J. Steinhardt y su colega Neil Turok de la Universidad de Cambridge, publicaron un artículo en la prestigiosa revista Science, donde lanzaban un serio desafío a la idea aceptada. Los dos científicos han planteado un nuevo modelo para explicar cómo es el cosmos y hacia dónde puede ir. Ellos defienden ¾como nosotros en Razón y Revolución¾ que el universo no tuvo principio y no tendrá final.

Steinhardt y Turok señalan que el modelo aceptado tiene varios defectos. No nos puede decir lo que ocurrió antes del Big Bang o explicar el destino final del universo. ¿Se expandirá siempre o se detendrá y contraerá? Estas son las mismas objeciones que nosotros planteamos en Razón y Revolución.

Ellos proponen que el cosmos atraviesa un ciclo sin fin, de Big Bang, expansión y estancamiento, guiado (todavía sin explicar) por la “materia oscura”. Defienden que es necesario tener en cuenta los recientes descubrimientos que han sorprendido a la comunidad científica, como la observación de que todo en el universo se está alejando a un ritmo acelerado. La aparente aceleración se ha demostrado que es real. ¡El modelo estándar no predice estas características!

Para explicar esto, los astrónomos invocaron la vieja idea de que el espacio contiene la llamada materia oscura que obliga a las galaxias a alejarse. Steinhardt y Turok han puesto esta energía ¾un campo escalar como lo describen matemáticamente¾ en el centro del nuevo modelo. Piensan que la materia oscura guía un ciclo de actividad que incluye un big bang y un período subsiguiente de expansión que deja el universo en calma.

El nuevo modelo ofrece una alternativa aerodinámica al modelo estándar. Trata el Big Bang no como el momento de la creación, sino como una transición entre dos ciclos en un proceso sin fin de renacimiento cosmológico. Según el modelo, al Big Bang le siguió un período de expansión lenta y acumulación gradual de materia oscura. Como la materia oscura es dominante, estimula la aceleración cósmica. Según mantienen los autores la época actual está cerca de la transición entre estas etapas.

En la actualidad, según ellos, el universo está en una fase expansionista y la expansión actual continuará durante billones de años, antes de alcanzar el punto crítico donde el proceso tome una nueva dirección. Aunque todavía hay muchas dudas que deben ser resueltas (en particular la cuestión de esta hipotética “materia oscura”), el nuevo modelo parece ser una gran mejora con relación al existente, que afirma que el Big Bang fue el principio del tiempo, la materia, el espacio y la energía, una concepción mística y acientífica. La nueva teoría parte de que el universo no tiene principio ni final, es infinito tanto en el tiempo como en el espacio.

Steinhardt añade: “En la imagen estándar, se presuponía que el Big Bang es realmente el principio del espacio y el tiempo; antes no había nada y después, repentinamente, de la nada surgió el espacio, el tiempo, la radiación, etc.,”

Aunque es difícil abandonar el modelo estándar, muchos científicos ya son conscientes de sus contradicciones e inconsistencias. Según Steinhardt la nueva teoría “predice todas las características del modelo estándar pero con menos ingredientes”. En realidad, varias características del cosmos se pueden explicar mejor con un modelo cíclico, incluida la geometría del universo, su uniformidad, y en particular, la existencia de la aceleración. Los autores dicen que han discutido sus ideas con otros científicos y han recibido una respuesta positiva aunque “cauta”.

El nuevo modelo es otro ejemplo de la ley dialéctica de la transformación de la cantidad en calidad. Como dijo Paul Steinhardt a la BBC: “Los campos escalares cambian su carácter continuamente. Finalmente, el campo comienza a acumular energía en un punto hasta que repentinamente se vuelve inestable y estalla en materia y radiación, llenando el universo e impulsa el próximo período de expansión”.

Aquí tratamos con unos períodos de tiempo inimaginables. La expansión acelerada se produce a lo largo de billones de años, la materia y la energía se extienden gradualmente a través del universo. Al final, la materia, la radiación e incluso los agujeros negros se extienden tanto que parecen haberse disipado casi en la nada, dejando tras de sí un universo enorme que está virtualmente vacío.

“En este punto del ciclo, las partículas de materia se alejan tanto, se alejan unas de otras tan rápidamente, que ya no pueden interactuar y están en efecto separadas en universos distintos”. Steinhardt y Turok llaman a este vacío el “gran crujido”. El vacío desencadena la materia oscura para materializar la materia y la radiación en otro Big Bang, repitiendo el ciclo de expansión”. (National Geographic News, 25/4/2002).

Este modelo pone fin al disparate de la creación del universo a partir de la nada:

“En este nuevo dibujo proponemos que el Big Bang no es el principio del tiempo, sino que sólo es la última de una serie infinita de ciclos, en los cuales el universo pasa a través de períodos de calentamiento, expansión, enfriamiento, estancamiento, vacío, y después una nueva expansión”. (BBC).

La imagen del universo presentada aquí está totalmente de acuerdo con las teorías del materialismo dialéctico, el cual afirma que el universo es infinito, eterno y está en constante cambio. Esto no excluye en absoluto la posibilidad de un Big Bang. En realidad, según ellos probablemente se han producido muchos big bangs. Pero lo que sí excluye es que la materia (o energía) puedan crearse a partir de la nada (como implica la teoría del Big Bang) o que se pueda destruir.

Por supuesto es muy difícil resolver los problemas que plantea un universo infinito. El escritor de cosmología Marcus Chown dice que será muy difícil llegar a tener un modelo final del universo. Es bastante honrado al reconocer los problemas implícitos: “La historia de la cosmología es la historia de nuestro ser completamente equivocada. Con eso quiero decir que la cosmología es la más difícil de todas las ciencias; estamos sentamos en este minúsculo planeta en medio de este vasto universo, no podemos ir a ninguna parte y hacer experimentos, lo único que podemos hacer es captar la luz para ver lo que ocurre y deducir algunas cosas sobre el universo”.

A pesar de esto, los científicos continúan descubriendo los secretos del universo y la naturaleza. La historia de la ciencia es la historia del avance de la humanidad, de la ignorancia al conocimiento, del error a la verdad. Esto por sí mismo es un proceso dialéctico, donde cada generación llega a una teoría que explica muchas cosas. Pero en determinado momento, hay pequeñas irregularidades que contradicen el modelo aceptado. Esto finalmente provoca su caída y sustitución por un modelo nuevo, que al final también es sobrepasado.

En este sentido, el conocimiento humano penetra más y más profundamente en los secretos del universo. Y este proceso no tiene final. Nunca llegará el día en que la humanidad pueda decir: “Sabemos todo”. El universo es infinito, como lo es el proceso del conocimiento humano, que inevitablemente se produce mediante una serie de errores, o para ser más exactos, de verdades parciales.

La nueva teoría debe, por supuesto, ser demostrada con la observación. Hay formas de hacerlo. Por ejemplo, las ondas gravitacionales, una característica del universo planteada por la relatividad general y que tendrían una forma diferente en estos dos modelos. En un universo cíclico no habría ondas gravitacionales con longitud de onda larga, mientras que sí las habría en un universo inflacionario.

De este modo, midiendo las ondas gravitacionales y las propiedades de la “materia oscura”, se aclara el camino a favor de una y otra teoría. Se está intentando medir y caracterizar las ondas gravitacionales, pero seguramente pasarán años hasta tener un dato útil. El satélite Plank, que lanzará la Agencia Espacial Europea en 2008, puede que ayude a resolver esta cuestión.

Es muy pronto para decir si se verificarán todos los detalles. Sin embargo, lo que es cada vez más evidente son las deficiencias de la teoría del Big Bang y por esa razón continúa la búsqueda de una alternativa. Independientemente de si la teoría es corroborada en todos sus detalles, el método utilizado por sus autores ¾un método materialista y dialéctico¾ es obviamente correcto. Y como correctamente escriben en Science: “El árbitro final será la naturaleza”.

(*) Razón y revolución, ver tambien aqui en Ciencia Popular.