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Bienvenido al Universo

Bienvenido al Universo
Bienvenido al Universo

por Neil deGrasse Tyson, Michael A. Strauss y J. Richard Gott

Bienvenido al Universo (2016) es una alucinante e impresionante introducción a la astrofísica, basada en el popular curso que los tres autores impartieron conjuntamente en la Universidad de Princeton. Lleva a todo el mundo -incluso a los no aficionados a la ciencia- a un viaje por el universo conocido, deteniéndose a examinar estrellas, galaxias, agujeros negros y mucho más, al tiempo que presenta fascinantes teorías sobre el viaje en el tiempo, el big bang y la posibilidad de vida en otras galaxias.

Sobre los Autores

  • Neil deGrasse Tyson es astrofísico, director del Planetario Hayden y presentador del podcast StarTalk. También ha presentado el popular programa de televisión NOVA ScienceNow de la PBS y ha recibido la Medalla del Bienestar Público de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. en 2015 por sus contribuciones a la divulgación científica.
  • Michael A. Strauss es profesor de astrofísica en la Universidad de Princeton. Es conocido por su experiencia en la evolución de las estrellas, los descubrimientos de cuásares lejanos y su trabajo en la cartografía de la distribución de las galaxias.
  • Richard Gott es profesor de astrofísica en la Universidad de Princeton. Ha propuesto varias teorías sobre los viajes en el tiempo y ha realizado notables contribuciones a la cosmología, la relatividad general y la teoría del Juicio Final.

¿Qué hay para mí? Un fascinante viaje relámpago por el universo.

El universo tiene 13.800 millones de años. Imagina que este tramo de tiempo equivale a la longitud de un campo de fútbol. En él, cada paso que das equivale a unos 50 millones de años. ¿Dónde crees que encaja todo el lapso de la historia humana?

Justo al final… más o menos en la anchura de un solo cabello humano.

Los humanos tendemos a sentirnos importantes. En realidad, ocupamos un humilde rincón de una galaxia sin pretensiones en un tramo de espacio y tiempo completamente promedio.

Por suerte para ti, este resumen te lleva de viaje mucho más allá de la roca que llamamos hogar. Mientras volamos a través del clásico astrofísico Bienvenido al Universo, escrito por los preeminentes astrónomos Neil deGrass Tyson, Michael A. Strauss y J. Richard Gott, visitaremos estrellas, galaxias, agujeros negros e incluso viajaremos un poco en el tiempo, así que, si estás preparado, ponte el cinturón y prepárate para despegar.

En este resumen, aprenderás

por qué Plutón no es un planeta
qué hay en el centro de cada galaxia; y
cómo puedes viajar en el tiempo para estrechar tu propia mano.

Situándose.

Bien, primera parada. La órbita terrestre inferior.

Antes de seguir adelante, tenemos que situarte en nuestro punto de partida: la Tierra. Nuestra pequeña canica azul de la vida. Para muchos de vosotros, este parecerá vuestro primer viaje al espacio. Pero en realidad, lleváis toda la vida viajando en cohete por el espacio. Porque, te des cuenta o no, todos vivimos en una roca que se mueve a unos 100.000 kilómetros por hora a través de nuestro sistema solar. Y en ese sentido, la Tierra ya es una especie de nave espacial.

Ahora, mirando a la Tierra desde el espacio, voy a pedir que todo el mundo incline ligeramente la cabeza hacia la derecha. Eso es todo. Sólo ahora estáis mirando realmente nuestro planeta de frente. Esto se debe a que, al orbitar la Tierra alrededor del sol, está perpetuamente inclinada en un ángulo de 23,5º. Al orbitar el sol una vez al año, la Tierra mantiene una inclinación constante, manteniendo exactamente la misma orientación durante todo el viaje.

Bien, ahora mira hacia los bordes de la Tierra. ¿Ves esa sombra que se arrastra? Bueno, como habrás adivinado, eso es el comienzo de la noche para esas partes de la Tierra. Pero, lo que quizá no sepas, a no ser que mires a la Tierra de frente, es que siempre está cubierta exactamente en un 50% por la luz del sol y exactamente en un 50% por la oscuridad. Olvídate del horario de verano, de los inviernos largos y de los solsticios de verano, eso es sólo el lugar donde te encuentras en esta inclinación. Los habitantes de la Antártida pueden ver la luz del día durante 24 horas en diciembre… ¿pero la Tierra en su conjunto? Sin excepción, siempre está al 50%.

Y es esta misma inclinación la que dicta todo lo que sabemos sobre el cielo. Desde las estrellas que vemos, hasta la trayectoria del sol. Mucha gente cree que el mediodía significa que el sol está directamente encima. Pero, de hecho, si miras desde EEUU, nunca, en ningún momento del día o del año, experimentarás el sol directamente sobre tu cabeza. Simplemente no ocurre. Porque en EE.UU., siempre estás viendo el sol en un ángulo. Esto también significa que nunca verás todas las mismas constelaciones estelares que el Hemisferio Sur, y viceversa.

Así que, si podéis todos hasta el cuello… ahora estamos situados y mirando al frente. Es hora de empezar nuestro recorrido por el espacio en la joya de la corona de nuestro sistema solar: el sol.

El sol.

Ahí está, ¡el sol!

Desde la Tierra, puede parecer amarillo, pero en realidad está irradiando más o menos la misma cantidad de todos los colores visibles, lo que nos da una luz blanca, no amarilla. Pero al arder a unos 6.000 grados K, es bastante más caliente que una llama blanca normal.

Una estrella más fría que el sol -por ejemplo, con una temperatura de sólo 1.000 K- se ve roja, porque emite más luz roja de baja energía que luz azul de alta energía. Por eso, cuando miras al otro extremo del espectro térmico, digamos a una estrella muy caliente de 30.000 K, aparece como un color azul intenso.

Pero, ya sea caliente o fría, toda estrella contiene una especie de horno de hidrógeno termonuclear en su núcleo. Y cuanto más calientes arden, más rápido agotan su suministro de hidrógeno. Por eso, las estrellas más azules y calientes mueren más rápido que otras: sólo duran unos 10 millones de años. Mientras que una estrella más fría, como el sol, tendrá una combustión lenta, viviendo un total de 10.000 millones de años. Cuanto más fría sea la temperatura, más larga será su vida.

Ahora bien, si pudiéramos abrir el sol y mirar directamente al centro, veríamos un núcleo brillante en el centro. Ese es el horno termonuclear del que hablamos. No sólo mantiene caliente el centro de la estrella, sino que también realiza otra función sorprendente: generar elementos. Como hace tanto calor ahí dentro, las reglas normales del electromagnetismo dejan de aplicarse, y los protones de hidrógeno se atraen en lugar de repelerse. Y cuando los protones se atraen, chocan. Así se forman nuevas formas de materia.

En el centro de nuestro sol, cuatro millones de toneladas de materia se convierten en energía cada segundo. Y se trata casi en su totalidad de la fusión del Hidrógeno para convertirse en Helio. Este proceso continúa durante aproximadamente el 90% de la vida de una estrella, creando energía a partir del hidrógeno y manteniendo el núcleo caliente y estable. Pero con el tiempo, y estamos hablando de unos 5.000 millones de años, el combustible de hidrógeno en el núcleo del sol empezará a agotarse, pasando a un núcleo mayoritariamente de Helio. Y aquí es donde las cosas se descontrolarán, muy rápidamente. Sin hidrógeno, el núcleo se volverá cada vez más inestable y empezará a colapsar, volviéndose cada vez más caliente al quemar el hidrógeno sobrante en las capas exteriores. Como resultado, la envoltura del sol se expandirá y se convertirá en lo que llamamos una gigante roja. Su aspecto es exactamente como suena, rojo… y gigante.

A medida que la gigante roja sigue creciendo, el núcleo se calienta y el helio empieza a fusionarse para convertirse en carbono. El carbono se convierte entonces en oxígeno. Hasta que, finalmente, el núcleo se convierte en algo parecido a una cebolla, con capas de todos estos elementos diferentes.

Pero a medida que estas capas siguen creciendo y expandiéndose, la estrella entera se quemará inevitablemente, se colapsará y se desprenderá de su envoltura gaseosa, liberando todas sus tripas estelares en la galaxia. Aquí es donde terminará el sol: descansando en su etapa final como una humilde enana blanca.

En el caso de las estrellas más grandes, esto puede dar lugar a una reacción tan masiva que explote en una supernova, colapsando a su vez en una estrella de neutrones o incluso en un agujero negro.

La Tierra, por supuesto, se convertirá en una brasa carbonizada mucho antes de que ocurra nada de esto. En apenas mil millones de años, nuestro sol ya habrá crecido lo suficiente como para que los océanos de la Tierra hiervan y se evaporen en la atmósfera, y la vida tal como la conocemos dejará de existir…

Y en esta feliz nota, ¡es hora de hacer un rápido recorrido por el resto de nuestro sistema solar mientras podamos!

Nuestro sistema solar.

Los gases enriquecidos que explotan de una estrella después de su vida pueden acabar formando bolas de materia sólida con elementos como el oxígeno, el silicio y el hierro. En otras palabras: planetas terrestres. En nuestro sistema solar tenemos nueve -digo, ocho planetas…-. Ya hablaré de ese error de cálculo. Pero primero, mirad por vuestras ventanas y os encontraréis con la primera familia de planetas que ofrece nuestro maravilloso sistema solar.

Se trata de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Todos ellos son objetos pequeños y rocosos que orbitan alrededor del sol. Ciertamente tienen muchas diferencias, pero siguen estando más cerca unos de otros que de cualquier otra cosa del sistema solar.

Ahora mira a tu derecha y verás la siguiente familia del sistema solar, conocida colectivamente como los gigantes gaseosos. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. De nuevo, estos planetas son ciertamente muy diferentes entre sí, pero todos comparten los rasgos de ser grandes y de baja densidad.

Luego está el niño problemático favorito de todos: Plutón. ¿Es un planeta o no? Puede que ya hayas tomado partido en esta controversia.

No te ofendas por Plutón, pero no encaja en ninguna de las otras dos familias de planetas. En primer lugar, su órbita es incorrecta: se cruza con la de Neptuno, lo que no es en absoluto como debería comportarse un planeta. Además, su órbita forma un ángulo con respecto al plano de los demás planetas. Este es otro punto en contra.

Desde 1992, los científicos han encontrado más de mil objetos como Plutón: cuerpos helados más allá de Neptuno, muchos de ellos con órbitas similares a la de Plutón. En conjunto, estos pequeños cuerpos helados forman lo que llamamos el Cinturón de Kuiper. Son los verdaderos hermanos de Plutón. Resulta que Plutón es el más grande y brillante de todos ellos.

Me he dado cuenta de que uno o dos de vosotros habéis sacado las mantas estelares que os han proporcionado. Seguramente habréis notado que el universo no es ajeno a las temperaturas muy frías. En su conjunto, el universo tiene una temperatura que se remonta al big bang, cuando toda la materia del universo se condensó y luego se expandió rápidamente. En este momento, está a 2,7 K, y bajando. Los datos muestran que el universo va a seguir expandiéndose, acercándose constantemente a 0 K, o cero absoluto. Una a una, las estrellas consumirán todo su combustible, apagándose y desapareciendo del cielo hasta que se apague hasta la última luz.

La luz y la distancia.

Cuando empecemos a salir de nuestro propio sistema solar, te darás cuenta de que, mires donde mires, el cielo está lleno de estrellas brillantes y resplandecientes.

Sin embargo, es muy probable que tengas algunas ideas erróneas sobre ellas. Por ejemplo, es probable que hayas oído repetir que la estrella del Norte -Polaris- es la más brillante del cielo. En realidad, eso es incorrecto. De hecho, Polaris ni siquiera está entre las diez… o 20… o 30 estrellas más brillantes. Ocupa el humilde puesto 45. La más brillante es en realidad Sirio, también conocida como la Estrella del Perro.

Y ahora que empezamos a acelerar, puede ser un buen momento para entender las distancias. Por ejemplo, nuestro sol. Aunque el sol está cerca de la Tierra, no está exactamente cerca. El sol está a 150 millones de kilómetros. Pero no solemos medir la distancia en kilómetros o millas. En su lugar, utilizamos la cantidad de tiempo que tarda la luz en recorrer la distancia. La velocidad de la luz es de 300.000 kilómetros por segundo. La distancia del sol a la Tierra es de unos ocho minutos-luz, es decir, la luz tarda ocho minutos en recorrer esa distancia.

A modo de comparación, las estrellas del sistema conocido como Alfa Centauri -nuestros vecinos más “cercanos”- están a unos cuatro años-luz de distancia. Esto significa que la luz que vemos de esas estrellas se emitió realmente hace cuatro años. Cada vez que miramos hacia el universo, ¡estamos mirando hacia atrás en el tiempo!

Pero, además, ¿qué es lo que miramos cuando observamos las estrellas? ¿Qué es la luz? Pues está formada por fotones, que son simultáneamente partículas y ondas. La cantidad de energía que pueden transportar difiere, lo que crea diferentes “sabores” de fotones.

Uno de los sabores de fotones es la luz visible, a la que es sensible el ojo humano: luz blanca, roja, naranja, amarilla, verde, azul y violeta. Luego están los sabores a los que nuestros ojos no son sensibles. Entre ellos están la luz infrarroja, las microondas y las ondas de radio, que están todas “por debajo” del rojo en el espectro luminoso. Y luego están la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma “por encima” del violeta en el espectro.

A medida que avanzas por el espectro hacia los rayos gamma, la energía contenida en cada fotón aumenta. Hay una razón por la que todo el mundo te dice que te pongas crema solar para protegerte de los rayos UV y por la que tienes que llevar una manta de plomo mientras te hacen una radiografía.

En lo que respecta a las estrellas, sólo hemos arañado la superficie. Para ver aún más, tendremos que ir mucho más lejos de lo que estamos ahora. Agárrate fuerte.

Nebulosas, galaxias y materia oscura.

Cuando empecemos a recorrer la Vía Láctea, te darás cuenta de que las estrellas no son lobos solitarios. En cambio, se forman en cúmulos.

Algunos cúmulos contienen sólo unos cientos de estrellas. En ese caso, los llamamos cúmulos abiertos. Otros tienen cientos de miles de estrellas, en cuyo caso los llamamos cúmulos globulares. En ambos casos, las estrellas de cualquier cúmulo comparten un cumpleaños: todas se formaron a partir de una nube de gas al mismo tiempo.

Las Pléyades, que puedes ver más adelante, son un cúmulo abierto que probablemente tiene menos de 100 millones de años. Está lleno de estrellas jóvenes, brillantes y azules, lo que, si recuerdas, significa que están increíblemente calientes. Pero también hay algunas estrellas rojas más frías cerca. No hay razón para creer que esto no sea una mera coincidencia. Algunas estrellas empiezan calientes, otras frías: ¡nacen así!

A continuación, verás que estamos pasando por la nebulosa de Orión. Este cúmulo de partículas de gas y polvo se encuentra dentro de nuestra propia galaxia, y es una auténtica guardería estelar. En este momento están naciendo aquí unas 700 estrellas.

Las nebulosas como ésta están enriquecidas con elementos pesados formados previamente en los núcleos interiores de las estrellas moribundas. La gravedad siempre actúa para reunir el gas y el polvo y crear algo a partir de ellos. Así que, al igual que hemos aprendido que los elementos sobrantes pueden convertirse a veces en nuevos sistemas planetarios, ¡también pueden convertirse en nuevas estrellas! Pero cuando esto ocurre, a medida que el material es atraído hacia dentro, se calienta. Al final, se calienta tanto y se vuelve tan denso que empiezan a producirse reacciones termonucleares, y boom, tienes una estrella recién nacida.

La Vía Láctea contiene aproximadamente de uno a trescientos mil millones de estrellas. Están dispuestas en un disco aplanado con un diámetro total de unos 100.000 años-luz. En el centro, hay una distribución más gruesa y gruesa de estrellas de unos 20.000 años luz. Esto se llama el bulbo. La formación estelar se produce casi exclusivamente en los brazos espirales en forma de disco que irradian desde el bulbo.

Y en los brazos también ocurre algo más. La masa de la Vía Láctea, que hemos podido calcular, no se corresponde con el número de estrellas que podemos observar. Esto ha llevado a los científicos a postular la existencia de materia oscura que contribuye a la masa del universo. De hecho, ahora pensamos que la gran mayoría de la masa de la Vía Láctea existe en forma de materia oscura, aunque todavía no hayamos podido observarla directamente ni identificar las partículas elementales de las que está hecha.

La materia oscura es suficientemente interesante, pero igualmente fascinante es lo que hay en el centro de la Vía Láctea. Las estrellas del centro orbitan alrededor de algo, un algo invisible y extremadamente masivo, con una masa 4 millones de veces superior a la del sol. ¿Puedes adivinar qué es? Hablaremos de él -y de sus hermanos- a continuación.

Agujeros negros.

Objetos tan masivos que ni siquiera la luz puede escapar de ellos: son los que se encuentran en el centro de las galaxias. Hablamos, por supuesto, de los agujeros negros.

En el centro mismo de toda gran galaxia con una protuberancia significativa, se encuentra un agujero negro supermasivo. Eso incluye a la Vía Láctea. Pero en realidad, en comparación, el nuestro está en el lado débil. Nuestro agujero negro tiene una masa de sólo 4 millones de soles, mientras que otros valen varios miles de millones de soles.

Los agujeros negros son objetos realmente fascinantes. Por desgracia, no podemos viajar a uno y ver lo que ocurre en su interior. ¿Por qué? Bueno, piensa en lo que ocurre cuando lanzas una pelota al aire en la Tierra. Normalmente, sube y luego baja. Pero si lanzaras la pelota lo suficientemente rápido, escaparía del campo gravitatorio de la Tierra, para no volver nunca más. En este caso, “lo suficientemente rápido” significaría una velocidad de 25.000 millas por hora, que es la velocidad de escape de la Tierra o la velocidad a la que debe viajar algo para escapar de su campo gravitatorio.

Los agujeros negros son tan compactos y tan densos que tienen una velocidad de escape mayor que la velocidad de la luz. Por ello, ni siquiera la luz puede viajar lo suficientemente rápido para escapar de ellos. Ahora bien, puede que te preguntes: ¿qué te ocurriría si intentaras ir de vacaciones dentro de un agujero negro?

Bueno, mientras te mantuvieras fuera de un determinado radio del agujero negro, todo iría bien. Incluso dentro del agujero negro, no morirías inmediatamente. De hecho, las cosas sólo empezarían a ponerse feas cuando cruzaras algo llamado radio de Schwarzschild, también conocido como horizonte de sucesos. Éste es el punto en el que la velocidad de escape del agujero negro supera la velocidad de la luz. Una vez que cruzaras ese radio, se acabaría el juego. Excepto que el horizonte de sucesos de un agujero negro es completamente invisible, por lo que nunca sabrías cuándo lo has cruzado. Incluso podrías estar cruzando el radio de Schwarzschild de algún agujero negro masivo ahora mismo, ¡sin saberlo!

Tras cruzar el radio de Schwarzschild, a medida que te adentraras más y más en el agujero negro, tu cuerpo comenzaría a estirarse. Si cayeras con los pies por delante, éstos serían arrastrados hacia abajo por la masa del centro del agujero negro. Mientras tanto, tus hombros izquierdo y derecho serían atraídos hacia el centro. Te aplastarían lentamente por ambos lados mientras te estiran, como si te convirtieran en un trozo de espagueti. ¿Y qué sabes? El verdadero término técnico para este proceso es espaguetización. Y no, ¡no estoy bromeando!

Afortunadamente, la muerte por espaguetización es bastante rápida, pues sólo dura 0,09 segundos en un agujero negro de 3.000 millones de masas solares. Pero nunca podremos observar directamente este proceso. Ningún observador externo puede presenciar nada de lo que ocurre más allá del horizonte de sucesos de un agujero negro, del mismo modo que no puedes ver más allá del horizonte desde cualquier lugar de la Tierra.

La forma del universo.

Si recuerdas, ya hemos tocado el tema del big bang en nuestra visita. Discutimos brevemente la explosión de materia que dio lugar al universo que conocemos hoy, un universo que morirá cuando se haya agotado toda su energía.

El modelo del Big Bang hace varias predicciones. Como científicos, comparamos esas predicciones con lo que observamos. Los resultados que encontramos nos muestran la exactitud de las predicciones. Y hasta ahora, el modelo del big bang ha superado todas las pruebas que le hemos lanzado.

Una de esas predicciones es que el universo debería estar en expansión, y eso es exactamente lo que está haciendo.

En cierto modo, el universo es como una barra de pan con pasas. Las galaxias son como las pasas, mientras que la masa es el espacio entre ellas. La masa comienza en el big bang, en un estado muy comprimido, con todas las pasas juntas.

A medida que la masa se expande en el horno, las pasas se alejan cada vez más unas de otras. Desde la perspectiva de cada pasa, todas las demás pasas se alejan de ella. Del mismo modo, desde nuestro punto de vista en la Vía Láctea, todas las demás galaxias parecen alejarse de nosotros, aunque en realidad nosotros también nos movemos. Además, las pasas más lejanas, o galaxias, parecen alejarse el doble de rápido que las pasas más cercanas, porque hay el doble de masa en expansión entre ellas.

Esta analogía no es perfecta, porque una barra de pan con pasas no es infinita y tiene bordes, a diferencia del universo. Pero, al igual que en el pan de pasas, las propias pasas -es decir, las galaxias- no se expanden. Sólo lo está el espacio entre ellas.

Pero si el universo no tiene forma de pan de pasas. ¿Cuál es su forma?

La clave de esta pregunta reside en comprender cuántas dimensiones tiene el universo. La respuesta es cuatro. Esto se debe a que necesitas cuatro coordenadas para localizar cualquier acontecimiento: tres dimensiones del espacio y una dimensión del tiempo. Teniendo en cuenta estas cuatro dimensiones, podrías representar el universo como un diagrama con la forma de un balón de fútbol americano, tal y como hizo el físico Alexander Friedmann en 1922.

En el diagrama de Friedmann, el tiempo comienza en el punto situado en la parte inferior del balón, con el big bang, y termina en la parte superior. En el big bang, las galaxias se alejan unas de otras hasta el punto de máxima expansión en el centro del balón. Todavía no hemos llegado a este punto en el tiempo, porque, como hemos confirmado, el universo sigue expandiéndose.

Después del punto de máxima expansión en el modelo de Friedmann, las galaxias comienzan a acercarse unas a otras. Las distancias acaban reduciéndose hasta que todas vuelven a chocar entre sí en lo que se conoce como el big crunch.

Este modelo del universo es sólo una forma potencial de ver las cosas. Nada dice que deba tener la forma de un balón de fútbol americano. El universo también podría, por ejemplo, parecerse a un corsé de mujer victoriana. Pero sea cual sea la forma que elijas que tenga el universo, ahora es el momento de pasar a uno de mis temas favoritos: los viajes en el tiempo.

El viaje en el tiempo y los agujeros de gusano.

El viaje en el tiempo, tal y como se representa en la mayoría de la ciencia ficción, tiene un gran defecto. Para poder volver al pasado mediante una máquina del tiempo, según Einstein, un viajero del tiempo debe ser capaz de superar la velocidad de la luz. Pero sabemos que viajar más rápido que la luz es físicamente imposible.

Sin embargo, nada dice que no se pueda tomar un atajo para vencer a la luz hasta la meta. Hay dos formas de hacerlo: atravesando un agujero de gusano o rodeando una cuerda cósmica.

Los agujeros de gusano son túneles cortos que conectan dos puntos distantes en el espaciotiempo curvado. Pueden existir varios tipos de agujeros de gusano. Uno de ellos se encuentra dentro de los agujeros negros. Estos pueden conectar teóricamente dos universos diferentes, como dos embudos pegados. El agujero de gusano es como el punto central que conecta los dos extremos estrechos de los embudos.

No puedes atravesar este tipo de agujeros de gusano porque tendrías que viajar a la velocidad de la luz. Otros agujeros de gusano, sin embargo, son atravesables. Todavía no hemos descubierto ninguno, pero son teóricamente posibles.

Así es como podría funcionar. Un extremo del túnel podría estar en algún lugar cerca de la Tierra, mientras que el otro podría estar a cuatro años luz, en el sistema estelar Alfa Centauri. Pero el propio túnel del agujero de gusano sólo tiene tres metros de longitud.

Puedes pensar en el agujero de gusano como una mesa con un agujero perforado. Digamos que hay unas hormigas en la parte superior, intentando llegar a la parte inferior. Podrían ir por el camino largo, recorriendo la parte superior, pasando por el borde y llegando a la parte inferior. O podrían viajar por un agujero de gusano, entrando en el agujero de la mesa y encontrándose inmediatamente en la parte inferior. No estás rompiendo ninguna de las leyes de la física aquí, sólo estás tomando un atajo.

El aspecto del viaje en el tiempo entra en juego cuando tiras del agujero de gusano gravitacionalmente, quizás con una nave espacial gigante. Digamos que, como en nuestro ejemplo anterior, una boca del agujero de gusano está cerca de la Tierra y la otra cerca de Alfa Centauri. Si, el 1 de enero de 3000, utilizas la nave espacial para arrastrar gravitacionalmente una de las bocas del agujero de gusano en un viaje de ida y vuelta de 5 años a un 99,5% de la velocidad de la luz, los habitantes de la Tierra la verían regresar poco más de cinco años después. Sin embargo, en el interior del propio túnel del agujero de gusano, el tiempo se movería diez veces más despacio, ya que viaja casi a la velocidad de la luz, de modo que en lugar de cinco años, sólo habrían pasado seis meses en el interior del agujero de gusano y, por tanto, también en el lado de Alfa Centauri. Así, si saltaras a la boca del agujero de gusano a su regreso a la Tierra el 10 de enero de 3005, llegarías a Alfa Centauri el 1 de julio de 3000, cuatro años y medio antes. Entonces, como Alfa Centauri está a sólo cuatro años luz de distancia a través del espacio ordinario, si te subes a una nave espacial y viajas de vuelta a la Tierra a un 99,5% de la velocidad de la luz, volverías en poco más de cuatro años. Y como resultado, probablemente llegarías de vuelta a la Tierra el 8 de julio de 3004, seis meses antes de que saltaras a través del agujero de gusano para empezar. Justo a tiempo para estrechar tu propia mano y desearte suerte en tu propio viaje.

Ahora bien, ¿qué pasa con el viaje en el tiempo mediante una cuerda cósmica? Una cuerda cósmica es un hilo extremadamente fino -más fino que un núcleo atómico- que tiene una gran densidad de energía. Estas cuerdas no tienen extremos y están hechas de energía sobrante del universo primitivo. Pueden tener una extensión infinita o producirse en bucles cerrados, como las hebras de espaguetis y los SpaghettiOs.

Pero estas cuerdas cósmicas no son nada del otro mundo. Se espera que sean extremadamente masivas: alrededor de un millón de millones de toneladas por centímetro.

En teoría, una persona también podría utilizar la deformación del espacio-tiempo causada por las cuerdas para viajar en el tiempo. Pero esto sólo podría ocurrir si dos cuerdas estuvieran lo suficientemente cerca como para poder rodearlas. Si las cuerdas estuvieran muy separadas, tardarías demasiado en rodearlas, demasiado tiempo para volver a tu propio pasado. En la práctica, es muy poco probable que tengas la suerte de encontrarte con dos cuerdas cósmicas que se crucen de tal manera que se pueda crear una máquina del tiempo.

Para desarrollar todas estas complicadas teorías sobre el viaje en el tiempo se necesita mucha más información sobre la mecánica cuántica. Lo más importante es que casemos la relatividad general y la mecánica cuántica de forma que podamos comprender si realmente es posible construir una máquina del tiempo y visitar el pasado. Quizá algunas leyes de la física que descubramos algún día nos enseñen que es imposible. Pero por ahora, la puerta -o quizás el agujero de gusano- sigue abierta.

La vida fuera de nuestro sistema solar.

Llevamos un tiempo explorando el universo. ¿Cómo se siente todo el mundo?

A estas alturas, ya tienes un sólido conocimiento de la materia física que compone el universo, así como de algunos conceptos más teóricos. Pero hemos dejado lo mejor para el final: la cuestión de si hay vida inteligente en el universo aparte de la humanidad.

La vida, tal como la conocemos, requiere algunas cosas para existir. El número uno de la lista es el agua líquida. Si tu planeta está demasiado cerca de una estrella como el sol, el agua se evapora. Demasiado lejos y se congela.

Por supuesto, la situación es mucho más complicada que eso. Las distintas estrellas tienen distintas luminosidades, lo que significa que tienen zonas habitables de distintos tamaños. Y, basándonos en todo lo que sabemos, se necesita un planeta que orbite alrededor de una estrella para que haya vida. También se necesita tiempo suficiente: tiempo para que se cree la estrella, luego el planeta y después miles de millones de años para que la vida tenga la oportunidad de evolucionar. Eso significa que la estrella tiene que ser longeva. Las estrellas más masivas sólo viven unos 10 millones de años, lo que hace que la vida cerca de una de ellas sea bastante inútil.

Eso ya son bastantes requisitos. Pero hay muchos más. Sobre todo si hablamos de vida con la que podríamos conversar: vida inteligente. Pero incluso eso no es suficiente. También es necesario que esa forma de vida inteligente sea capaz de enviar señales a través de distancias increíblemente largas en el espacio, y que nosotros hayamos captado la forma de vida en el momento adecuado de su historia. Si una forma de vida inteligente está incluso a sólo 1.000 años luz de distancia, tuvo que haber estado transmitiendo señales a través del espacio hace 1.000 años para que sus señales nos lleguen ahora.

Podríamos seguir. Pero quizá sea mejor, para la última parada de este viaje, llevaros a uno de nuestros candidatos más prometedores donde podría haber vida.

Ese candidato se llama Kepler 62e. Su radio es 1,61 veces mayor que el de la Tierra, y sólo recibe un 20% más de radiación por metro cuadrado de su estrella -Kepler 62- que nosotros del sol. Esto hace que sea muy probable que se encuentre en una zona habitable. Kepler 62e podría ser rocoso o helado con un océano; no estamos seguros.

Ese es un ejemplo concreto; ahora, pensemos en la cuestión numéricamente. Por suerte, un astrofísico llamado Frank Drake ya nos ha ayudado en este sentido. Ideó algo que ahora conocemos como la ecuación de Drake, que nos ayuda a estimar el número de planetas potencialmente capaces de albergar vida en nuestra galaxia.

La ecuación de Drake examina la fracción de estrellas adecuadas con un planeta en la zona habitable. Así, considera una región esférica del espacio, con un radio de 40 años-luz. Dentro de esa esfera, tendrás algo así como 1.000 estrellas. Utilizando la ecuación de Drake bajo nuestros perímetros específicos, es probable que encuentres una media de seis planetas habitables sólo dentro de este radio. Y recuerda que 40 años-luz son ínfimos en comparación con la extensión de toda la galaxia, ¡por no hablar de todo el universo!

La siguiente parte de la ecuación consiste en calcular el número de planetas que han desarrollado una tecnología capaz de comunicarse a través de distancias interestelares, y que se están comunicando durante la época en la que los observamos ahora. La probabilidad de encontrar un planeta durante esa fase específica en un momento aleatorio es equivalente a la longevidad media de las civilizaciones radiotransmisoras dividida por la edad de la galaxia. Y ahí es donde las cosas se complican porque sólo tenemos un ejemplo de civilización inteligente: la nuestra. Una estimación sugiere que la vida media de una civilización radiotransmisora es probablemente de 12.000 años, aunque por supuesto hay otras posibilidades.

Introduce los números en la ecuación de Drake, y voilà, ¡te queda un número estimado de civilizaciones comunicantes! Hay muchas interpretaciones diferentes sobre qué medidas son las mejores para introducir en la ecuación de Drake, pero para divertirse, los autores de este libro hicieron sus mejores estimaciones y descubrieron que podría haber hasta cien civilizaciones en la Vía Láctea capaces de comunicarse con ondas de radio actualmente. Sin embargo, por ahora, no hemos encontrado a ninguna de ellas… y no parece que ellas nos hayan encontrado a nosotros. ¡Sólo nos queda seguir buscando!

Conclusiones

El mensaje clave de este libro es:

El universo es mucho más grande, caliente, denso y extraño de lo que solemos pensar. Puede ser fácil convencernos de que la Tierra es de algún modo especial, pero en realidad, nosotros y nuestro planeta ocupamos un rincón del espacio que no es muy diferente de cualquier otro. Estrellas, planetas, galaxias, agujeros negros, agujeros de gusano, son sólo algunas de las cosas que existen, o pueden existir, en la vasta extensión del universo. Y a medida que crecemos junto con nuestro universo, seguimos descubriendo cada día nuevas cosas sobre el espacio, el tiempo y nuestra propia existencia.