Buscando el tamaño del universo en el brillo de las estrellas

El Profesor Gustav Tammann fue director del Instituto Astronómico de la Universidad de Basilea, Suiza, Miembro de la Agencia Espacial Europea, presidente de la Comisión de Galaxias de la Unión Astronómica Internacional. Su trabajo de investigación en supernovas y escalas de distancia extragalácticas ha dado a la astronomía una forma de determinar la distancia a la que se encuentran objetos ubicados en el espacio profundo y con ello determinar la expansión del universo.

Cabalmente humanista y con una concepción práctica del universo que le rodea, Gustav Andreas Tammann es un hombre que comprende su medida y lugar en el universo. Esta combinación de elementos están presentes en lo que él considera el inicio de su vocación como astrónomo: “ la decisión de ser astrónomo la tome a los cuatro años a causa una experiencia traumática. En esos años me dijeron que Dios esta en el cielo, pero cuando miras al cielo, Dios no se ve. Entonces pensé – Ahh, El debe estar más lejos, por eso no lo puedo ver – Entonces decidí ser astrónomo para ver mas lejos”

En términos simples, ¿cómo es el universo para usted?

Diría que el universo es asombroso. Cuando lo miras tienes la impresión de que esta construido con principios simples. Pero si te acercas verás esos mismos principios detallarse infinitamente. Los cosmólogos dicen que al inicio, el universo era lineal, es decir, tenia una sola temperatura, una sola densidad y eso es simple. Pero entonces comenzó a evolucionar. El universo dejó de ser lineal y llego a ser infinitamente complejo, hasta que un punto en el cosmos es completamente diferente de cualquier otro. Lo mas admirable de todo es que de esos simples principios, el cosmos llegara a ser tan complejo como para crear proteínas.

¿Porqué el universo llega a ser tan complejo?

No lo sabemos. Pienso que uno de los misterios mas grandes del universo es la violación al principio físico de la entropía. Según este principio cualquier información en el universo debería desvanecerse, la entropía aumenta continuamente. Es como un buen perfume, inviertes muchísimo dinero para conseguir un magnifico olor dentro de una pequeña botella. La entropía desea destruir esa botella, por lo que un día la botella se cae, se rompe y el olor se evapora, esto es la entropía. Y entonces ¿por qué en un universo que se expande, la materia se concentra y la información que contiene se hace más y más grande? El universo se esta volviendo más “oloroso” en lugar de perder su aroma.

La excusa de los físicos es que la violación al principio de entropía no es grave ya que es únicamente local. Es como el dibujo de la montaña y el ratón. El ratón es altamente estructurado pero muy pequeño y la montaña es enorme pero sin estructura alguna. Así que lo estructurado parece poco importante comparado con el gran tamaño de la montaña. Los físicos explican este asunto de la entropía diciendo que no es una violación severa, pero no explica porqué sucede. Entendemos que los físicos digan que el ratón no es importante y que podemos olvidarnos de él pero ¿por qué el universo crea un ratón?. Como dijo Martin Rees "¿por qué el universo hace el esfuerzo de existir? habría sido mucho más simple no existir.


¿Es posible que los cosmólogos estén creando un universo matemáticamente perfecto en lugar de explicar qué es lo que sucede allá afuera.?

Sí; las teorías de los matemáticos pueden inventar toda clase de universos. Fred Hoyle una vez me dijo que podía inventar una nueva cosmología durante la hora del té. Asumimos siempre que el espacio tiene una topología simple y para los matemáticos esto no es absolutamente claro. Un matemático es igualmente feliz si el universo es una rosquilla o una esfera, si eres matemático puedes siempre cambiar la topología del universo.


Así que estás en el Sistema Solar, nuestra galaxia está en este universo, y un quasar está allí y las ondas de luz avanzan en ese espacio, pero no podemos distinguir si el universo tiene forma un rosquilla o de una esfera. Puedes hacer tantos modelos teóricos como quieras y cada uno más complejo. Los matemáticos han comenzado a hablar de universos increíbles, infinitamente grandes. y cuando preguntas a los físicos qué piensan de estos modelos, ellos dicen que nunca podríamos decidir por alguno. Los universos planteados por los matemáticos son posibles, pero intuitivamente muy desagradables. Encuentro horrible la idea de un universo infinito, porque un universo infinito implica que ya era infinito durante el Big Bang, por lo tanto ahora es infinitamente grande y continúa expandiéndose a una mayor infinitud. Eso es terriblemente feo, pero matemáticamente es agradable.

Un universo abierto o un universo cerrado ¿de que lado caerá la moneda?

Mi problema es que si la densidad en el universo – el valor que habla de la cantidad total de materia, también llamada Omega Total -- tiene un valor de uno, entonces el universo es infinitamente grande y ha sido siempre infinitamente grande desde el Big Bang. Pero lo gracioso es que si este valor es tan solo un poquito más alto, entonces el cosmos cambia a ser cerrado y finito.

El problema es que no veo como experimentalmente podremos saber si el universo es infinito o finito. La diferencia entre estos dos universos puede ser tan terriblemente pequeña que como observadores no podemos decidir. Eso es lo que los matemáticos o los teóricos como Freadman se preguntan y tratan de resolver. Pienso que la idea de que estamos viviendo en un universo infinito y abierto es muy dolorosa.


La astronomía es en gran parte cuestión de números, muchos números. Uno de los mas interesantes es ¿qué tan grande es el universo?

La respuesta no se sabe y nunca se conocerá, porque no podemos distinguir entre un universo finito y un universo infinito. En cierto sentido la pregunta no es permisible, ya que solo puedes preguntar por el tamaño del universo observable. Esta claro que podemos ver tan lejos como la luz haya tenido tiempo de llegar a nosotros. Entonces si el universo tiene 15 billones de años, tu solo puedes alcanzar a ver hasta 15 billones de años luz. Eso es lo mas lejos que podemos observar porque antes no había luz. Entonces la edad define el tamaño.

¿Que es para usted un universo de 13 billones de años?

Un error. Como primera aproximación es necesario pensar que calculamos la edad del universo utilizando la velocidad a la que éste se expande , es decir la constante de Hubble. Y la cantidad de materia o densidad que pensamos tiene. A lo largo de los últimos seis años los científicos hablan de que además existe una aceleración llamado Lamda, este loco concepto plantea la idea de que además de expandirse el universo incrementa la velocidad de su expansión. La creencia actual habla de que si la densidad del universo observable es igual a 1, este se expandirá cada vez más rápido, hasta alcanzar al final una velocidad infinita.

El valor de moda para Ho (la constante de Hubble) es 72 , la gente que acepta este valor y que acepta el concepto de Lamda; calcula la edad del universo en 13.7 billones de años. Yo prefiero un valor de 63 para la constante de Hubble, lo que lleva a nuestro universo a los 15.6 billones de años que es una edad con la que estoy más de acuerdo.

Algo que es coherente con esto, es el trabajo del Dr. Jordi Cepa, investigador del IAC. El me comentaba que ha fechado “clusters” globulares en 15 billones de años, esto se contrapone a la edad del universo calculada a partir de un Ho igual a 72, porque no puede haber objetos mas antiguos que el universo mismo. Por lo tanto el valor de la constante debe ser más pequeño, y 63 es lo suficientemente pequeño. Para mi 15.6 billones de años es una edad bastante razonable para nuestro universo. Creo que 72 es un valor erróneo para la constante de Hubble y por lo tanto es igualmente erróneo un universo de 13.7 billones de años de edad.

A cada respuesta encontrada, el universo nos premia con mas preguntas, ¿hacia donde va la investigación cosmológica actualmente?

Creo que las grandes preguntas del momento no serán resueltas por astrónomos. Cosas como la naturaleza de la energía obscura están mas en el campo de la física de partículas que en la astronomía. La explicación de que es la energía obscura y su papel en la conformación del universo es uno de los mayores problemas, al cuál la astronomía no puede aportar mucho. Hay ciertas observaciones que podrían distinguir entre Lamnda y la llamada quintaesencia. Pero lo que realmente significan cada uno de estos fenómenos es un problema de la física no de la astronomía.

La otra gran pregunta de la cosmología es la materia obscura. Encuentro muy importante el que conozcamos ya una parte de esta materia: los neutrinos. Sabemos que tienen algo de masa, sabemos que interactúan débilmente. Sin embargo son una parte muy pequeña de la materia faltante, tan solo un 1%. El gran trozo de materia obscura aun no lo hemos visto. Aquí también lo mas probable es que los físicos encuentren la respuesta, y lo hagan aquí en la tierra.

Entonces ¿cual cree usted que será la contribución de los astrónomos a la cosmología?

La formación de estructuras. Cuándo se formaron las primeras estrellas y como se dio la diversidad de elementos químicos. La historia química del universo no es entendida todavía.


Usted ha sido entrevistado infinidad de veces sin embargo, ¿existe alguna pregunta que usted quisiera responder pero que no le hayan preguntado?

Le puedo decir cuál pregunta me alegra que no me haya hecho, normalmente cuando se entrevista a un astrónomo surge la pregunta de como era el universo antes del Big Bang o que provocó este fenómeno. Es otra de las cosas de las cuales yo estoy convencido que la raza humana jamás entenderá. Encuentro muy interesante que muchos investigadores ahora admiten que hay preguntas que nunca podrán ser contestadas. Nunca podremos saber si el universo es finito o infinito y nunca podremos saber que pasó exactamente durante el Big Bang. Podemos plantear 20 posibilidades, así tienes un rango de posibilidades pero el método científico no nos permite distinguir con precisión entre ellas.

Creo que los científicos se han vuelto más modestos, ahora admiten que estamos en una caja de la cual podemos aspirar a conocer sus respuestas, pero fuera de ella hay preguntas, importantes y fundamentales preguntas, que no serán resueltas por la ciencia.

Como se hizo usted cosmólogo?

Yo nunca me llamado cosmólogo, mi trabajo es la determinar la distancia entre las galaxias y eso conduce a la determinación de la Constante de Hubble. Lo más gracioso de todo es que la Constante es un asunto cercano. La expansión del universo se determina en un rango de 13,000 km/s alrededor de nosotros , por lo que para trabajar en la constante de Hubble no se requiere ser un cosmólogo.

Alan Sandage me pidió que determinara la cefeidas en una galaxia, y me lo pidió a mi porque yo había sido entrenado como fotometrista. Si tu deseas obtener la distancia de una cefeida debes conocer muy bien su magnitud y mi entrenamiento era justamente eso obtener magnitudes, así que si nos vamos a mis raíces en realidad soy un fotometrista.


Si pudiera hacerle una pregunta a Dios, cual sería?

Por supuesto que cuál es el sentido de la vida. Cuál es nuestro objetivo aquí. A los protestantes se nos dice – debes ser útil en tu vida y debes cumplir tus obligaciones— lo terrible de esto, es que no sabemos cuales son estas obligaciones.

Entrevista realizada por el Dr. Sigfrido y publicada en la revista "IAC noticias" del Instituto de Astrofísica de Canarias

Lo que nos hace humanos

Jane Goodall, actualmente la más conocida experta en chimpancés, paseaba un día por la selva cuando observó que uno de los chimpancés de su grupo en estudio tomó una ramita, le quito las hojas y la utilizó para sacar termitas de su nido y comérselas. ¡Estaba haciendo y utilizando una herramienta! hasta ese entonces , los años sesenta, se pensaba que los seres humanos eran los únicos capaces de manipular herramientas, nos definíamos como los “homo faber,” los que fabrican, el elemento diferenciador entre los humanos y los animales estaba fijado en las herramientas. Esto planteó la necesidad de volver a definir al hombre, el concepto de herramienta o aceptar a los chimpancés como humanos.

La definición de las características que nos distinguen de los demás animales ha sido una búsqueda constante de las ciencias. El rasero ha tenido que moverse cada vez más alto conforme conocemos con mayor detalle a nuestros parientes animales, y es que hay que recordar que los animales que habitamos la tierra somos todos una gran familia, por lo que no hay tantas diferencias como creemos. Los animales somos primos, tíos y sobrinos descendientes de una colonia de células que alguna vez flotó en las turbias aguas de un mar primitivo. Al igual que en las familias humanas, nuestra familia animal tiene los primos que se mudaron, se desarrollaron y la hicieron en grande. También están aquellos familiares que prefirieron quedarse en el pueblo y ser felices sin muchos cambios.

La extraordinaria complejidad que representa un ser humano y la diminuta posibilidad que implica tantas variables conjugadas así, es lo que nos hace preguntar cómo nos volvimos humanos. De acuerdo con los científicos, solamente el combinar compuestos orgánicos para generar lo que llamamos vida, equivale a las posibilidades de que un tornado entre en una refaccionaria y arme un automóvil. Desde este punto hasta la conformación de un ser humano, implica un juego de posibilidades más estrecho que atinarle al Melate,al Progol y a la Lotería al mismo tiempo.

Un mono desnudo con complejo de superioridad

Eudald Carbonell es codirector del proyecto de investigación en el yacimiento de Atapuerca en España, donde en 1998 se encontraron los restos de los primeros pobladores de Europa. Para él, la tecnología es lo que nos ha convertido en humanos. Ninguna otra especie lo había logrado hasta entonces y ninguna ha igualado nuestra habilidad para desarrollar complicados utensilios.

Carbonell insiste en que si no tuviéramos la técnica, entendida como la capacidad de diseñar y construir utensilios complejos, seríamos como monos desnudos sin nada de todo lo que ahora nos rodea. Justamente es la técnica la que ha permitido que el ser humano domine a su entorno y altere las reglas naturales para extenderse por todo el planeta y evolucionar de acuerdo a sus propias reglas, desatándose de su “animalidad”.

Nuestra especie ha abandonado la dependencia de la naturaleza para abrazar una dependencia de las herramientas, de la técnica. La selección de viabilidad de los individuos ya no está relacionada con su capacidad para adaptarse al medio ambiente sino en la capacidad de aprender y manipular nuevas técnicas. Un ejemplo claro es el manejo de la computadora: Aquellos individuos de la especie que no son capaces de interactuar con esta herramienta quedan relegados del sistema productivo y por tanto de acceder a mejores condiciones de vida. De una manera artificial prevalecen los individuos que son capaces de “buscarse la vida” usando la herramienta. Esta superioridad va de la mano con el ingreso monetario y con ello de una mejor alimentación o mayor comodidad al poder arroparse con un mayor numero de las “pieles” que puede ofrecer el sistema de consumo.

De acuerdo con lo escrito por Carbonell, la humanización producida por la tecnología tiene impactos que van más allá de mejorar la adaptación al entorno. Aunque no existe una relación causal entre la fabricación de herramientas y el aumento en el tamaño del cerebro, Carbonell considera que existe un vínculo entre estos dos aspectos: Los registros fósiles hasta ahora estudiados nos hablan de que ningún primate con menos de 600 cm3 de capacidad craneana había sido capaz de crear utensilios. Probablemente estemos hablando de una retroalimentación: la evolución permitió un crecimiento del cerebro en los primeros humanos, a través del cual fue posible la elaboración de utensilios. La capacidad de fabricar estas herramientas facilita la captura de presas animales y con ellos un mayor consumo de proteína que desemboca en un mayor crecimiento cerebral.

El cerebro, la joya de la corona.

Jorge Larriva Sahd, investigador del Instituto de Neurobiología de la UNAM, explica que las diferencias con otros animales comienzan desde el aspecto físico de un cerebro humano, dejando de lado el tamaño, el primer rasgo evidente es la enorme cantidad de circunvoluciones – arrugas-- de la corteza y la obviedad de las mismas. Las arrugas permiten que el cerebro humano tenga una mayor área de corteza cerebral y debemos entender que toda la actividad cerebral de alto nivel se desarrolla en la corteza , por tanto entre más corteza mayor capacidad de proceso.

Larriva nos dice que otra característica evidente en el cerebro humano es el desarrollo del lóbulo frontal. Esta parte y en especifico la que los neurobiólogos llaman de asociación, presenta un gran desarrollo, lo que da un aspecto redondeado a la parte delantera del cerebro humano. En otras especies, como los simios, el cerebro presenta una punta afilada hacia el frente debido al poco desarrollo de esta región. El área de asociación es la supresora de tareas no relevantes, a diferencia de otros animales, el ser humano puede suprimir respuestas que no socialmente aceptadas, medir sus sentimientos y adecuar su expresión al contexto social en el cual esta inmerso. Por ejemplo un fuerte disgusto en una oficina pública no hace que el individuo estalle en una rabieta de improperios y pataletas porque tenemos la capacidad de atenuar esta respuesta. Las personas con un daño en esta región presentan reacciones fuera de contexto, exageradas o inapropiadas socialmente hablando, podrían llorar por la impresión de un vaso que se rompe al caer. En esta área también radica el reconocimiento de la autoridad, ya sea los padres, un superior en la oficina o un oficial de la policía.

“Cuando vamos más al detalle vemos que la organización general del cerebro es la misma en todos los mamíferos, lo que determina las diferencias funcionales es el número de neuronas de asociación” aclara el Dr. Larriva Sahd. Dentro del cerebro las neuronas se agrupan por funciones, estos grupos son los encargados de desencadenar una acción en respuesta a un estímulo determinado; la cantidad de interneuronas que conectan cada grupo permite una mayor complejidad en estas funciones. El número de interneuronas aumenta en relación directa al nivel de evolución del individuo.

Desde el punto de vista conductual, una de las características definitorias de la esencia humana es la capacidad de anticipación. A diferencia de todos los demás animales, el ser humano es el único capaz de recuperar experiencias del pasado y crear una gama nueva de reflejos para responder a un estímulo. Los simios y otros animales poseen una reducida gama de respuestas ante el mismo estímulo, el ser humano es el único capaz de acumular experiencias y mediante su análisis generar nuevas pautas de comportamiento cada vez más complejas. Y no sólo eso sino que es capaz de manipular la variable del tiempo en la ejecución de una acción, esto es debido a la capacidad de automotivarse. Básicamente, sabemos esperar. Una carrera profesional por ejemplo, desde que decidimos qué carrera cursar hasta que recibimos el título --estímulo de la consecución de ese objetivo-- pueden pasar cuatro o cinco años, sin embargo mantenemos el plan de acción a lo largo de ese periodo hasta que conseguimos lo que deseamos. Podemos pasar largo tiempo en una tarea sin recompensa alguna porque vislumbramos en el horizonte el premio que está por venir.

El pensamiento metafórico es otra de las particularidades de la especie humana, continúa explicando Jorge Larriva, es antecedente del pensamiento simbólico, es decir el estado del pensamiento complejo que utiliza secuencias de símbolos para el proceso de la información. Un ejemplo de este pensamiento son las jergas profesionales: usted escuche la platica de dos mecánicos o dos doctores y muy probablemente no entenderá una gran parte de la conversación y esto es debido a que conceptos de la realidad han sido reducidos a símbolos que facilitan su manejo.

A pesar de que una de nuestras más grandes prerrogativas son la capacidades mentales, es justamente nuestra gran habilidad manual lo que permite que construyamos y manipulemos herramientas tanto simples como complejas. Si bien es cierto que otros animales pueden usar herramientas , los niveles de sofisticación y complejidad de las nuestras sobrepasan con mucho las posibilidades de cualquier simio.

Si bien la imaginación, como un ensayo de la realidad, está presente en otros animales se encuentra confinada por la dimensión del tiempo. Nuestra capacidad de imaginación está muy desarrollada, lo que permite el manejo de una gran cantidad de variables y entre ellas, el tiempo.

Por último la generación de un lenguaje escrito, símbolos que refieren nuestro sistema de comunicación, es otra característica exclusivamente humana. Gracias a este mecanismo de transmisión de información nuestra experiencia no se reduce a una vida sino que puede integrar periodos más largos de tiempo, lo que la enriquece. El poder de esta transmisión de información es tal que es capaz de alterar la conducta y creencias de una persona o una sociedad de manera contundente.

El lenguaje de la evolución

Junto con el lenguaje simbólico a través del cual transmitimos nuestras experiencia y aprendizajes a otros congéneres y a las generaciones por venir para que desarrollen conductas más eficientes y habilidades mas complejas. En silencio, muy dentro de nuestro cuerpo de simio, hemos conformado la más valiosa de nuestras comunicaciones; la completa experiencia de dos y medio millones de años de existencia registrados con tan sólo cuatro símbolos . La raza humana ha escrito así un libro con más de 3,000 millones de letras en el que se describen las instrucciones de nuestro éxito. Más efectivo que cualquier libro de Steven Covey, en el genoma humano se encuentra la esencia misma de nuestra humanidad. Este libro empezó a ser legible para nosotros en 2001 cuando el proyecto del genoma humano fue presentado en su totalidad. Ahora, cuatro años más tarde, 67 científicos de todo el mundo han presentado la secuencia del DNA del chimpancé, nuestro pariente vivo más cercano. La posibilidad de compararnos con otro primate nos permite empezar a dilucidar con mayor precisión lo que nos define como humanos.

El Consorcio para la Secuenciación y Análisis del Chimpancé encontró que ambos genomas son muy parecidos y que codifican o producen proteínas muy similares. De acuerdo con el artículo publicado en la revista Nature, el 99 por ciento de las partes de la secuencia de DNA que es posible comparar son idénticas. Si agregamos las partes que no es posible comparar porque la secuencia está incompleta ( debido a borramientos e inserciones), aun así compartimos un 96 por ciento de la secuencia.

¿Qué tan iguales somos? El número de diferencias entre el hombre y el chimpancé es 60 veces menor que las diferencias encontradas entre el ratón y el hombre. Pero 10 veces mayor que las existentes entre dos seres humanos.

La cuestión de cuáles son las diferencias que nos hacen humanos es bastante más compleja de definir. La mayor parte de estas diferencias no tienen un efecto biológico significativo. “Conforme pasen los años y se descifren los genomas de más animales y primates podremos saber cuáles son las mutaciones específicas que dieron origen al linaje humano” declara en el boletín de prensa Tarjei S. Mikkelsen, líder del proyecto del genoma del chimpancé. Entre las mutaciones que buscarán los investigadores, están aquellas relacionadas con las características humanas más distintivas como son el caminar erguido sobre dos piernas (bipedalidad), el desarrollo de un gran cerebro y las complejas habilidades de lenguaje.

La comparación del DNA humano y el del Chimpancé, permitió a los investigadores descubrir que algunos tipos de genes cambiaron extrañamente rápido en la evolución de ambos primates comparados con otros mamíferos. Entre estos genes están los vinculados con la percepción del sonido, la transmisión de señales nerviosas y la producción de semen.


¿Qué nos hace humanos? Conocemos con certeza los síntomas de “humanidad” sin embargo ignoramos las causas y motivos que convirtieron a un simio desnudo en la especie más exitosa del planeta. Para la primatóloga Jane Goodall la línea divisoria que nos separa del reino animal no existe. Cerca de nosotros, nuestra familia animal piensa, siente y nos observa, tal vez con admiración o tal vez con lástima.