Datos del libro

Autor: Hacyan, Shanen

ISBN: 9786071607980

Generado con: QualityEbook v0.62

OceanofPDF.com

Cuando La Ciencia Nos Alcance

Shahen Hacyan

1.- COMITÉ DE SELECCIÓN

Dr. Antonio Alonso

Dr. Gerardo Cabañas

Dr. Juan Ramón de la Fuente

Dr. Jorge Flores Valdés

Dr. Leopoldo García-Colín Scherer

Dr. Tomás Garza

Dr. Gonzalo HaIffter

Dr. Raúl Herrera

Dr. Jaime Martuscelli

Dr. Héctor Nava Jaimes

Dr. Manuel Peimbert

Dr. Juan José Rivaud

Dr. Julio Rubio Oca

Dr. José Sarukhán

Dr. Guillermo Soberón

Coordinadora:

María del Carmen Farías

INTRODUCCIÓN

Este libro contiene una selección de artículos de divulgación científica que publiqué en los diarios La Jornada y Reforma, en los últimos cinco años. He recopilado los que no han perdido actualidad; creo que el presentarlos en orden cronológico puede dar al lector alguna idea de cómo las concepciones científicas evolucionan a lo largo del tiempo, aun si el

intervalo considerado abarca apenas un lustro. Estuve tentado de revisar y reescribir los artículos seleccionados, con el propósito fundamental de actualizarlos y evitar repeticiones, pero decidí finalmente dejarlos tal como fueron publicados. El lector deducirá por sí mismo si ha habido algún avance sustancial en los temas tratados; así mismo, notará que las repeticiones se dan siempre en contextos diferentes, lo cual muestra que un mismo hecho científico puede aparecer en diversos ámbitos.

Reuní los artículos relacionados entre sí en capítulos, con el fin de dar una mínima homogeneidad al material presentado. El capítulo I, Personajes, trata de las mujeres y los hombres que hicieron contribuciones fundamentales a la ciencia a lo largo de la historia; por supuesto, no se trata de presentar un resumen biográfico sino algunas anécdotas particularmente relevantes de distinguidos científicos. El capitulo II, El Universo, es un paseo por el espacio sideral, donde se reseñan diversos descubrimientos astronómicos en diversas escalas, desde planetas hasta el Universo mismo.

En el capitulo III, Crónicas, regresamos al mundo humano: crónicas de diversos descubrimientos científicos y acontecimientos que tuvieron influencia decisiva. El capítulo IV, La pseudociencia, trata de un tema que siempre será de actualidad y que tanto atrae al gran público, a pesar de las advertencias desesperadas de los científicos racionales. Pero la realidad es más misteriosa que las ficciones esotéricas, y ése es el tema del capítulo V, Misterios cuánticos, donde se reseñan los misterios del mundo atómico a la luz de los descubrimientos más recientes. Esto está ligado a otro gran tema, el lugar de la mente en la ciencia, problema complejo sobre el cual hay una enorme diversidad de opiniones, unas contrapuestas a otras; en el capítulo VI, La mente, trato de presentar, por medio de diversos artículos, una visión personal de este fascinante y a la vez espinoso tema. El capítulo VII, Las computadoras, trata de estos aparatos que tan decisivamente penetraron nuestra vida diaria, y que tantas expectativas han despertado, algunas reales y otras falsas. Por último, en el capítulo VIII, Miscelánea, reuní algunos artículos que, por su contenido, no cabían en ninguno de los capítulos ya mencionados, pero que tienen un interés particular.

Por último, quiero aprovechar este espacio para agradecer a los diarios La Jornada y Reforma la hospitalidad que me brindaron en sus páginas para publicar el material que aquí recopilé. En particular van mis

agradecimientos a Javier Flores, encargado de la polémica sección de ciencia en La Jornada, por su invitación que me permitió iniciarme como cronista científico, y a Dinorah Basáñez y Javier Cruz por el espacio que me ofrecieron en la sección cultural de Reforma, donde publico con disciplina semanal la columna "Aleph Cero".

I. PERSONAJES

LA MUJER DETRÁS DE EINSTEIN

La Jornada, 1 de abril de 1991

Si detrás de todo gran hombre está una gran mujer, Albert Einstein no fue ciertamente la excepción. Pero el apoyo de su esposa, Mileva Maric, no se restringió únicamente a asuntos familiares. Ahora, algunos llegan al extremo de sugerir que el gran físico plagió las ideas de su cónyuge. Hace un par de años se inició en las páginas de Physics Today, revista de la Sociedad Americana de Física, un debate sobre la influencia de Mileva en la obra de su afamado esposo. El investigador E. H. Walker, que labora en un instituto en EUA, afirmó, basándose en algunas cartas de Einstein a su esposa, que la teoría de la relatividad se debe más a Mileva que a Albert, quien la desarrolló sin dar ningún crédito a su compañera.

Para ubicar la historia en su contexto, recordemos que Albert y Mileva se conocieron en la Escuela Politécnica de Zurich, donde ambos estudiaban la carrera de física. Ella nunca terminó formalmente sus estudios, mientras que él tuvo que posponer la presentación de su tesis doctoral hasta 1905. En 1902, Einstein se trasladó a la ciudad de Berna, Suiza, donde consiguió empleo en una oficina de patentes. Albert y Mileva se casaron a principios de 1903 y tuvieron su primer hijo al año siguiente. En sus ratos libres, Einstein desarrolló, entre otras cosas, la teoría de la relatividad que habría de revolucionar la física. Los frutos de su trabajo fueron publicados en 1905, en la prestigiosa revista Annalen der Physik. En 1908, Einstein consiguió finalmente un puesto de profesor en la Universidad de Berna. En cuanto a Mileva, abandonó definitivamente la física, por lo menos hasta

donde se sabe. Las cosas no debían de andar bien entre los Einstein, pues se separaron en 1914.

Foto de boda de Mileva y Albert Einstein.

Volviendo a la historia del supuesto plagio, Mileva seguramente poseía tantos conocimientos de física como su esposo cuando ambos salieron de la universidad. Se conservan varias cartas que se escribieron cuando eran novios, en las que Einstein discute sus ideas e incluso se refiere a "nuestra teoría". Basándose en esa evidencia, Walker concluye que las ideas esenciales fueron de la señora Einstein, pero que ella prefirió sacrificar su carrera para beneficiar a su esposo, quien por su sexo tenía más posibilidades de conseguir un puesto académico.

John Stachel, quien se dedicó a la publicación de los escritos de Einstein, replicó rápidamente a las especulaciones de Walker. Señaló que, por muy encomiable que fuera rescatar la figura de Mileva de la oscuridad, la historia de Einsteín explotando a su esposa y robando sus ideas sonaba más a película de Hollywood que a una evaluación seria de las evidencias. Y es que en efecto, no hay dudas de que Einstein discutía de física con su esposa, pero no se conserva ningún testimonio que permita valorar la contribución de ésta.

En respuesta reciente, Walker insiste en su historia y cita un nuevo chisme: un conocido físico ruso, fallecido en 1960, habría afirmado que, en su juventud, llegó a ver los artículos manuscritos de 1905, los cuales, según recordaba, estaban firmados Einstein-Mariti (el segundo apellido sería una versión en húngaro del serbio Maric). Sin embargo, hay que aclarar que esos manuscritos originales nunca han sido hallados. Cabe preguntarse por qué los artículos fueron publicados finalmente con Albert Einstein como único autor, y por qué Mileva nunca reclamó la autoría.

No es necesario llegar a exageraciones para afirmar que Mileva Maric tuvo una influencia importante en la obra científica de Albert Einstein, aunque éste nunca le dio el menor crédito en público. Quizás en otros

tiempos y circunstancias, Mileva hubiera desarrollado plenamente sus capacidades intelectuales, en vez de conformarse con ser la musa de su ilustre esposo.

FARADAY Y LA CIENCIA "ÚTIL"

La Jornada, 30 de septiembre de 1991

Este año se cumple el segundo centenario del nacimiento de Michael Faraday, el gran físico inglés cuya obra pocos conocen fuera del medio profesional, pero cuyas investigaciones propiciaron la revolución tecnológica del siglo XX . Las contribuciones de Faraday a la física y la química fueron numerosas, pero en esta nota quiero referirme únicamente a su descubrimiento del llamado efecto de inducción.

A principios del siglo pasado, Inglaterra vivía en plena revolución industrial gracias a la invención de la máquina de vapor. En las ciencias físicas, Laplace y otros notables científicos habían logrado plasmar la mecánica de Newton en un lenguaje matemático que permitía su aplicación a problemas prácticos. La importancia de las máquinas de vapor, a su vez, indujo a científicos como Carnot a fundar la termodinámica, rama de la física que estudia el calor y las propiedades térmicas de la materia.

En esa atmósfera de progreso científico y tecnológico, los fenómenos eléctricos y magnéticos no parecían tener ninguna aplicación práctica.

Cuando mucho, los imanes y las pilas eléctricas servían para hacer actos de magia, y sólo contados científicos se interesaban en ellos.

En 1831, Faraday descubrió que una corriente eléctrica se genera en un alambre conductor cuando éste se mueve en la cercanía de un imán. Pero, en su época, tal fenómeno no parecía ser más que una curiosidad científica.

Michael Faraday.

Cuenta Richard Feynman en sus Cursos de física que cuando Faraday presentó su descubrimiento a la comunidad científica, alguien le preguntó para qué servía, a lo cual Faraday respondió con otra pregunta: "¿para qué sirve un recién nacido?"

Medio siglo después, Tomás Edison tuvo la idea de utilizar el descubrimiento de Faraday para generar corriente eléctrica y distribuirla a través de cables por la ciudad de Nueva York. La primera planta eléctrica de la historia fue inaugurada en 1881. Consistía en unas enormes turbinas de vapor que hacían girar unas grandes bobinas de alambre conductor alrededor de imanes. Debido al efecto Faraday se generaba una corriente eléctrica que se podía transmitir por toda la ciudad. La energía térmica se convertía, así, en energía eléctrica. Pocos meses después se inauguró en Wisconsin la primera planta hidroeléctrica, en la que el agua de un río hacía girar las bobinas.

Toda la electricidad que consumimos hoy en día se genera gracias al efecto Faraday. Lo único que varía es el mecanismo utilizado para hacer girar una bobina alrededor de un imán: este mecanismo puede ser el flujo del agua en una presa, el funcionamiento de un motor de combustión de petróleo, la presión del vapor de agua calentada por el uranio en una planta nuclear, etcétera (el recién nacido creció espectacularmente).

La historia de Faraday es un buen motivo de reflexión sobre las supuestas prioridades científicas y la utilidad de la investigación básica. En la época de Faraday la ciencia aplicada estaba relacionada con las máquinas de vapor; la electricidad y el magnetismo sólo interesaban a un reducido número de científicos, que los estudiaban por motivos académicos. La historia ha demostrado que la ciencia y la tecnología evolucionan en forma independiente de planes y programas preestablecidos.

LA MARQUESA DE CHATELET, MUSA DE LA FÍSICA

Boletín de la Sociedad Mexicana de Física, enero de 1993

En 1687 apareció la primera edición, en latín, de los Principia Mathematica , obra de Isaac Newton que habría de transformar

radicalmente la evolución de la ciencia. Su autor sentaba las bases de la física teórica y demostraba que la naturaleza se comporta de acuerdo con leyes matemáticas bien establecidas; en particular, el movimiento de los planetas se explicaba con la gravitación universal y podía calcularse en forma precisa.

Pero, a pesar de su contundencia, la física de Newton tardó mucho en arraigarse en el continente europeo. En Francia estaba en boga la teoría de Descartes, según la cual los planetas giraban alrededor del Sol arrastrados por inmensos torbellinos de éter. Para los franceses fue una cuestión de orgullo nacional defender la teoría de Descartes contra la absurda "acción a distancia" propuesta por el sabio inglés.

Poco antes de que Newton falleciera, Voltaire, el gran poeta y novelista francés, visitó Inglaterra. Si bien no llegó a conocerlo personalmente asistió a su funeral y, según lo relata él mismo, quedó hondamente impresionado por el hecho de que, en Inglaterra, un sabio fuera enterrado con los honores de un rey (qué diferencia con su propio país).

Voltaire intuyó la trascendencia de la obra de Newton gracias, en particular, a la ayuda de su amigo Maupertuis, quien era el único científico francés que había aceptado la teoría de Newton. Voltaire se propuso difundir la nueva ciencia en Francia, pero no era matemático y sólo entendía los rudimentos de la nueva filosofía natural. Afortunadamente para él y para el desarrollo posterior de la física, el destino puso en su camino a la marquesa de Chatelet.

Emilie de Breteuil nació en 1706 en el seno de una familia aristócrata algo venida a menos. Pasó su adolescencia prácticamente recluida en su casa, en medio de libros, estudiando por su gusto, hasta que su padre la casó con el marqués de Chatelet, un aristócrata provinciano y oficial del ejército francés. Con él, Emilie procreó cuatro hijos, de los cuales sobrevivieron dos.

Emilie Breuteil, marquesa de Chatelet.

Como en esa época no faltaban las guerras, el marqués pasaba largas temporadas en el frente de batalla, disfrutando la vida de lujo que solían darse los oficiales nobles mientras los soldados se masacraban entre sí. Pero Emilie no podía vivir sin pasión...

Establecida en París mientras su marido combatía en el frente, Emilie frecuentó la corte de Luis XV, cuyo ambiente lujoso y mundano disfrutaba plenamente. Ahí se hizo de muchos amigos, y algunos amantes; además, se apasionó por los juegos de azar, lo cual le acarrearía serios problemas financieros durante su vida. En 1733, Emilie conoció a Voltaire en una función de ópera y surgió inmediatamente el gran amor entre los dos.

Voltaire tenía 38 años y ya contaba con una merecida fama de poeta y filósofo, aunque su carácter pendenciero le había ganado un gran número de enemigos.

Por esa misma época, Maupertuis rondaba la corte rompiendo los corazones de las nobles damas, que lo perseguían por su sabiduría y otras virtudes. Emilie no fue ajena a sus encantos y, con la intermediación de Voltaire, lo convenció de que le diera clases particulares de geometría y de física newtoniana. Pronto la pasión de Emilie desbordó los estrechos marcos de la ciencia, pero Maupertuis prefirió rehuirla y dio por terminada su instrucción. Tuvo que intervenir Voltaire para que su amada dejara en paz al sabio.

Con su sarcasmo e irreverencia, Voltaire se había hecho tantos enemigos entre los poderosos que Emilie juzgó prudente alejarse con él de París. El marqués de Chatelet tenía un castillo en Cirey, Lorena, a donde se mudó la pareja en 1735; allí habrían de permanecer durante los siguientes diez años, salvo por breves estancias en París y algunos otros viajes. Pero, poco después de la mudanza, Francia entró en un periodo de paz y el marqués regresó del frente...

Todo parece indicar que el marqués de Chatelet admiraba profundamente a Voltaire, lo cual no es sorprendente ya que, después de todo, el gran escritor fue la figura intelectual más destacada de la Francia prerrevolucionaria. Probablemente el marqués, hombre bonachón y rústico, se sentía honrado de que tan ilustre personaje hiciera feliz a su esposa con

un talento que él estaba lejos de poseer. El hecho es que formaron un armonioso ménage à trois en Cirey. Durante este periodo, Voltaire y Emilie se dedicaron al estudio y a la literatura. La marquesa terminó un libro intitulado Institución de física , en que exponía y defendía vigorosamente la filosofía de Leibniz. Vale la pena mencionar, en particular, que adoptaba el concepto de "fuerza viva" (en lenguaje moderno, energía, cinética) de Leibniz, dándole la importancia que merecía en contra de la corriente académica francesa.

También en esa época Emilie escribió su Discurso sobre la felicidad que, por instrucciones suyas, fue publicado póstumamente. En ese libro expone su propia filosofía: el fin de la vida es la felicidad y ésta se alcanza por medio de la ilusión y la pasión. La ilusión actúa sobre el alma para producir emociones y pasiones, tal como en una obra teatral en la que los espectadores hacen caso omiso de que están presenciado una representación (¿Pirandello habría leído a la marquesa?). Las pasiones dan sentido a la vida, y la reina de las pasiones es, por supuesto, el amor.

En 1744 Voltaire decide regresar a París y Emilie alterna entre Cirey y la corte de Luis XV. "Madame Newton-Pompón", como la llamaba en broma Voltaire, había decidido traducir al francés los Principia, empresa para la cual estaba especialmente preparada por sus excelentes conocimientos del latín y de la geometría. Con ello esperaba familiarizar a sus compatriotas con la obra del gran inglés.

Es también por esa época cuando surgen las primeras dificultades entre los amantes, en parte por las grandes deudas contraídas por Emilie en el juego y que Voltaire tenía que cubrir, pero principalmente porque el filósofo se enamoró de una sobrina suya, providencialmente viuda en plena juventud.

En 1748 la pareja regresa a Lorena, esta vez a la corte de Estanislao, depuesto rey de Polonia, a quien su protector Luis XV había cedido ese territorio francés como premio de consolación. Fue allí donde Emilie volvió a enamorarse, quizás por despecho, de un mediocre galán de la corte llamado Saint-Lambert, que pretendía ser poeta. Cuenta el criado de Voltaire, principal fuente de los chismes de la pareja, que su amo encontró

un día a la marquesa en brazos de Saint-Lambert y estuvo a punto de batirse con él en duelo; pero Emilie convenció a Voltaire de que si había tomado un amante era para ahorrarle sus energías y conservarlo en buena salud, lo cual Voltaire aceptó de buena gana, quizás no tanto por la lógica del razonamiento sino porque él mismo andaba tras su bella sobrina. Pero la pasión por Saint-Lambert acabó en tragedia: a los 42 años, Emilie quedó encinta y ese embarazo tardío habría de costarle la vida. A principios de 1749 Emilie regresó grávida a París, acompañando al rey Estanislao.

Durante ese tiempo trabajó frenéticamente en la traducción al francés de los Principia de Newton, mientras el fuego de la pasión la consumía. Se conservan más de 80 cartas que escribió a su amado Saint-Lambert en Lorena, a las que éste contestaba de vez en cuando sin mucha inspiración.1

[[Nota1]]

[Nota 1] Según dice Ángeles Mastretta, en Mujeres de ojos grandes, las mujeres inteligentes se enamoran como idiotas.

En agosto regresó a Lorena para dar a luz una niña. Cuando parecía que los peligros del parto habían pasado, súbitamente, en la noche del 10 de septiembre, Emilie murió. Alrededor de su lecho de muerte estaban Voltaire, Saint-Lambert y el marqués; Voltaire, agobiado, maldice a gritos a Saint-Lambert: "Usted me la mató." Pocos días antes de morir, Emilie había terminado la traducción de los Principia.

La versión en francés de los Principia fue publicada en 1759 y es, hasta la fecha, la única traducción reconocida en ese idioma. La semilla que dejó Emilie cayó en terreno fértil; mientras en Inglaterra los discípulos de Newton se empantanaban en las demostraciones geométricas de su maestro, los matemáticos franceses de la segunda mitad del siglo XVIII desarrollaban la mecánica en una nueva versión del cálculo diferencial e integral. La culminación de esta obra es la monumental Mecánica celeste de Laplace, que contiene los fundamentos de la mecánica clásica en el lenguaje matemático actual.

También la física tiene una musa.

BIBLIOGRAFÍA

Badinter, Elisabeth, Emilie, Emilie, Flammarion, París, 1983.

Vaillot, René, Madame du Chatelet, Albin Michel, París, 1978.

LA VIDA ERÓTICA DE EINSTEIN

Reforma, 17 de noviembre de 1994

No sólo los miembros de la familia real británica están expuestos a que sus vidas privadas se vuelvan del dominio público. También los grandes científicos corren ese riesgo, como demuestra el caso reciente de Albert Einstein.

Einstein dejó, al morir en 1955, cientos de miles de cartas y documentos que están actualmente en proceso de edición. En 1986, los herederos de Einstein pusieron a disposición de los historiadores las cartas de amor que le escribió a Mileva Maric cuando eran novios. Las cartas revelaron detalles desconocidos e inesperados de su relación.

Albert y Mileva se conocieron en 1896 en el Tecnológico de Zurich, donde ambos estudiaban física. El tenía 17 años y ella 21. El noviazgo duró hasta su boda en 1903, cuando el joven Einstein consiguió finalmente un trabajo en una oficina de patentes en Berna. Durante esa época Einstein elaboró la teoría de la relatividad; ese trabajo y otros que publicó en 1905

habrían de revolucionar la física de este siglo. Gracias a la fama que adquirió, obtuvo en 1908 un puesto en la Universidad de Berna y pudo dedicarse por entero a la física. En cuanto a Mileva, nunca acabó sus estudios y se convirtió en ama de casa. Hasta aquí la biografía oficial.

Al principio, las cartas a Mileva estaban escritas en un tono formal, pero pronto se volvieron apasionadas. Empero, Mileva no era del gusto de la familia Einstein. En una carta de julio de 1900 Albert le cuenta a su amada

la escena que protagonizó la señora Einstein al enterarse de los proyectos matrimoniales de su vástago:

mamá se arrojó sobre la cama y se puso a llorar como una niña. Me dijo: estás arruinando tu futuro [ ... ] ninguna familia decente la aceptaría [ ... ] si llega a tener un bebé te verás en un lío [ ... ] Yo negué violentamente que hubiéramos vivido en el pecado ...

Pero la joven pareja sucumbió al pecado durante unas vacaciones que tomaron en el Lago Como, en el verano de 1901. Tal como lo temía la señora Einstein, Mileva quedó embarazada. Para ocultar el hecho, se retiró a la casa de sus padres en una pequeña ciudad serbia. Allí, Albert le escribía y le contaba con entusiasmo el desarrollo de sus investigaciones, las que lo llevarían al poco tiempo a fundar la teoría de la relatividad. De paso le aseguraba que estaba buscando trabajo para casarse con ella y hacerse cargo del bebé que estaba por llegar. Pero esa parte quedó en promesas y Mileva, aún soltera, dio a luz una niña en enero de 1902.

Albert y Mileva se casaron finalmente en enero de 1903 y tuvieron dos hijos dentro del matrimonio. La última alusión a su hija aparece en una carta de septiembre de 1903. Después, nunca más volverían a mencionarla y hasta ahora el destino de su hija sigue siendo un misterio. Es posible que la hayan dado en adopción, pero las investigaciones en los registros civiles de la época no han proporcionado ninguna pista.

El matrimonio no fue exitoso. Mileva sufría de ataques de melancolía, que Einstein achacaba a la herencia de su madre. Para mayor desgracia, el hijo menor empezaba a dar muestras de la enfermedad mental que lo tendría recluido en un sanatorio durante su edad adulta. La pareja se separó en 1914

y Mileva se mudó a Zurich con los dos hijos.

En 1919, Einstein, en la cima de su gloria, se volvió a casar, esta vez con su prima Elsa. Ella lo acompañó a EUA, a donde llegaron huyendo del nazismo, y allí murió el científico en 1956. Al parecer, el segundo matrimonio tampoco fue exitoso, pues años más tarde de haberse casado Einstein confesó a un amigo suyo que nunca había tenido suerte con las mujeres.

¿Qué se puede concluir de todo esto? Sabemos ahora que la teoría de la relatividad fue concebida en medio de un drama pasional, pero esto no implica que la pasión fomente siempre la creación científica. Cuando mucho, esta historia demuestra que la vida privada de un genio puede ser tan agitada como la de un común mortal.

NOTA: Me corrige Débora: "Hay una conclusión evidente. La pobre Mileva era melancólica porque don Alberto debió ser uno de esos científicos egocéntricos, absortos en su trabajo, que no pelan a sus esposas y las tratan como sirvientas ¡y todavía se quejaba de su suerte con las mujeres! "

II. EL UNIVERSO

¿UN HOYO NEGRO AMENAZA A LA TIERRA?

La Jornada, 1 de marzo de 1993

Hoy en día no basta hacer un descubrimiento científico importante. Hay que saber, además, "vender el producto" para no quedar fuera del presupuesto destinado a la ciencia y del circuito de premios. Atrás quedaron los científicos encerrados en su mítica torre de marfil, pues a ellos no les tocará nada.

Hace algunos días apareció en la prensa una noticia según la cual la Tierra estaría amenazada por un gigantesco hoyo negro que se descubrió en el centro de la Vía Láctea. La información se originó, al parecer, en una conferencia de prensa ofrecida por los astrónomos que hicieron el descubrimiento.

La historia, en realidad, no es muy nueva. Para empezar, recordemos que un hoyo negro es una concentración muy grande de masa, cuya atracción gravitacional es tan fuerte que no permite que la luz, ni ninguna señal o cuerpo material, pueda escapar de su superficie. De acuerdo con los conocimientos actuales de la astrofísica, las estrellas brillan por las reacciones nucleares que se producen en sus centros, tal como gigantescas

bombas atómicas. Cuando se agota el combustible nuclear, las estrellas se enfrían y empiezan a contraerse bajo su propia fuerza gravitacional. Las estrellas mucho más masivas que el Sol pueden convertirse así en hoyos negros, concentraciones de materia de sólo unos cuantos kilómetros de radio (incidentalmente, ése no es el destino del Sol, que se convertirá en enana blanca dentro de unos 5 000 000 000 de años).

Sin embargo, las estrellas masivas podrían no ser el único origen de los hoyos negros. En los últimos años se han descubierto evidencias de que fenómenos muy extraños suceden en los núcleos de las galaxias.

Recordemos que las estrellas se agrupan en galaxias, que son conglomerados de miles de millones de estrellas. La Vía Láctea que se puede observar en un cielo nocturno muy despejado es en realidad una galaxia a la que pertenece nuestro Sol.

Con el adelanto de las técnicas astronómicas se ha descubierto que muchas (quizás todas) galaxias tienen concentraciones extremadamente grandes de materia (estrellas y gas ionizado) en sus centros. Hasta ahora, la única explicación que se tiene es que existe algún cuerpo cuya masa equivale a la de varios millones de estrellas, que mantiene unidas a las estrellas. Según los conocimientos actuales de la física, tal cuerpo sólo podría ser un hoyo negro. Pero tampoco se puede excluir algún fenómeno totalmente desconocido.

Lo interesante es que incluso nuestra galaxia muestra evidencias de estos extraños fenómenos en su centro, tal como lo informó la prensa recientemente.

Ahora, en cuanto a la parte sensacionalista de la noticia, hay que aclarar que un hoyo negro, a gran distancia, atrae gravitacionalmente como cualquier cuerpo masivo en el Universo: con una fuerza que disminuye como la distancia al cuadrado, tal como lo descubrió Newton hace ya tres siglos. Y, por otra parte, que el centro de nuestra galaxia se encuentra a una distancia tal que la luz tardaría 30 000 años en llegar ahí (cuando tarda un segundo en ir de la Tierra a la Luna). Si a alguien le preocupa un encuentro con un hoyo negro, debería preocuparse antes con la posibilidad, menos remota, de que la Tierra caiga al Sol, lo cual no es posible a menos de que

una estrella pase muy cerca de nuestro Sistema Solar y perturbe drásticamente la órbita terrestre.

Para tranquilizar a los lectores aclaremos que la estrella más cercana al Sol se encuentra a una distancia que le tomaría a la luz cuatro años recorrer; y esa estrella definitivamente no se mueve en nuestra dirección.

LAS NUBES MÁS VELOCES DE LA GALAXIA

Reforma, 20 de octubre de 1994

Cosas extrañas suceden en el Universo. A medida que se perfeccionan los instrumentos

de

observación

(telescopios

gigantes,

satélites,

radiotelescopios, etc.) se revela la imagen de un universo en extremo violento y turbulento, donde se liberan en instantes cantidades de energía comparables a las de miles o millones de estrellas. El universo apacible en el que brillan tranquilamente los astros ya es un concepto del pasado.

¿Por qué apenas ahora nos percatamos de esos fenómenos tan violentos?

La razón es sencilla: nuestros ojos sólo son sensibles a la luz visible. La luz, en general, es una onda o radiación electromagnética que se manifiesta en diversas formas: ondas de radio, luz infrarroja, visible y ultravioleta, rayos X y gamma. Si pudiéramos ver directamente esas otras radiaciones, el aspecto del Universo sería muy distinto. Es apenas en este siglo que se han podido fabricar detectores sensibles a todas esas radiaciones, para así compensar las limitaciones de nuestros sentidos.

Gracias a los radiotelescopios, que empezaron a construirse justo después de la segunda Guerra Mundial, fueron descubiertas numerosas galaxias que emiten cantidades colosales de energía en forma de ondas de radio (las galaxias son conglomerados de miles de millones de estrellas). En los casos más extremos, la radiación no proviene de las estrellas, sino de gigantescas nubes de gas que parecen fluir desde la región central de la galaxia. El caso más interesante es el de los cuasares, descubiertos en los años sesenta. A través de un telescopio óptico (es decir, sensible a la luz visible) un cuasar tiene la apariencia de una estrella común, pero el análisis de su luz revela, que son los objetos más distantes del Universo. Por medio de

radiotelescopios se ha descubierto que algunos cuasares eyectan chorros de gas a velocidades cercanas a la de la luz. Hasta ahora nadie sabe con certeza cuál es el mecanismo físico que produce un cuasar, aunque hay algunas hipótesis al respecto, basadas en la presencia de una gigantesca concentración de masa, (quizás un hoyo negro) que forma un torbellino de gas, el cual funcionaría como una especie de cañón doble.2 [[Nota 2]]

[Nota 2] Para más información, véase Dultzin, D., Cuasares: en los confines del Universo, colección La ciencia desde México (La ciencia para todos), FCE

Hasta ahora se creía que estos fenómenos ocurren en las regiones más remotas del Universo, de donde la luz tarda miles de millones de años en llegar hasta nosotros. Pero en marzo de este año, los radioastrónomos latinoamericanos Luis F. Rodríguez, del Instituto de Astronomía de la UNAM , y Félix Mirabel, del Centro de Saclay en Francia, descubrieron un curioso objeto, parecido a un cuasar en miniatura, ubicado en la Vía Láctea, nuestra propia galaxia.

Se trata de una fuente radioemisora doble, con el nombre poco sugestivo de GRS1915 + 105, que había sido detectada previamente como una fuente de rayos garnma. Las observaciones radioastronómicas revelaron que consta de dos grandes nubes de gas que se mueven en direcciones contrarias a una velocidad de 275 000 kilómetros por segundo, casi tan rápido como la luz (de hecho, las nubes aparentan moverse más rápido que la luz debido a una ilusión óptica relacionada con el retardo de las señales luminosas).

Todo indica que el objeto está a unos 40 000 años luz de distancia (es decir, su luz tardó 40 000 años en llegarnos), lo cual lo sitúa prácticamente dentro de nuestra pequeña vecindad en el Universo.

Los cálculos muestran que las dos nubes se encuentran a una temperatura de unos 1 000 000 000 de grados y poseen una masa equivalente a un tercio de la de la Luna. La explosión que separó esas nubes duró cerca de tres días, durante los cuales la misteriosa máquina central que las expelió gastó la energía de 100 000 000 de soles juntos. Si no vimos la explosión en el cielo nocturno es porque prácticamente no emitió luz visible.

¿Qué produjo esa tremenda explosión? Hasta ahora es un misterio.

Seguramente muchos astrofísicos invocarán la hipótesis de un hoyo negro que produce un remolino de gas incandescente, a través del cual fluye la materia que el hoyo no llega a engullir. Esta hipótesis explica algunas propiedades de los cuasares (mas no todas), pero es dudoso que se pueda aplicar a GRS1950 + 105. Es más probable que hayan intervenido fenómenos físicos que por ahora nos son totalmente desconocidos. Como decía Hamlet: "Hay más cosas en el cielo y la Tierra, Horacio, que las que se sueña en tu filosofía."

VIAJE A LAS ESTRELLAS: ¿REALIDAD O ILUSIÓN?

Reforma, 10 de noviembre de 1994

Uno de los más grandes sueños de la humanidad es viajar por el espacio cósmico, visitar otros mundos y tal vez hacer contacto con otras civilizaciones. A primera vista, este sueño no parece tan irrealizable si tomamos en cuenta que ya varios vehículos espaciales se han posado sobre la Luna y Marte, y algunos han llegado hasta los planetas más remotos.

¿Qué tan factible es dar el siguiente paso y llegar a las estrellas?

Para darnos una idea de las distancias cósmicas, la luz emitida por el Sol tarda unos ocho minutos en llegar a la Tierra y cinco horas y media en alcanzar Plutón, el planeta más lejano del Sistema Solar. Pero, más allá de Plutón, existe un enorme abismo hasta la estrella más cercana, Alfa Centauri (en la constelación del Centauro); la luz de este astro vecino tarda cuatro años en recorrer la distancia que lo separa de nosotros. Esto, a su vez, es una insignificancia en comparación con el tamaño de una galaxia.

Nuestro Sol se encuentra en la periferia de una galaxia compuesta de miles de millones de estrellas, y la luz tarda cerca de 100 000 años en atravesarla de un lado a otro.

Debido a las enormes distancias interestelares, la tecnología espacial actual es del todo inadecuada para llegar a una estrella, incluso la más cercana. La velocidad típica de un vehículo espacial utilizado hoy en día es

de unos 10 kilómetros por segundo, pero a esta velocidad la nave tardaría más de 100 000 años en alcanzar Alfa Centauri.

Se puede especular que en el futuro se construirán vehículos mucho más rápidos, pero aquí aparece la primera limitación impuesta por la naturaleza.

De acuerdo con la teoría de la relatividad de Albert Einstein, ningún cuerpo material puede moverse más rápido que la luz, cuya velocidad es de unos 300 000 kilómetros por segundos. Einstein demostró que un cuerpo material necesitaría una cantidad infinita de energía para alcanzar tal velocidad o, dicho de otro modo, todo el Universo usado como combustible no le sería suficiente. Este hecho fundamental se ha confirmado plenamente a lo largo del presente siglo.

Afortunadamente para los viajeros cósmicos, la misma teoría de la relatividad predice que el tiempo transcurrido en una nave espacial se contrae si ésta viaja a una velocidad muy cercana a la de la luz. Por ejemplo, un viaje de ida y vuelta a 99.99% de la velocidad de la luz y que tarde 70 años medidos en la Tierra, sólo duraría un año para los tripulantes (éstos regresarían más jóvenes que sus nietos). Esta contracción del tiempo resulta muy conveniente para los viajeros espaciales, pero sólo se produce a velocidades extremadamente cercanas a la de la luz. El problema principal, entonces, es alcanzar una rapidez casi luminaria, lo cual requiere cantidades colosales de energía.

Un cohete espacial como los que se utilizan en la actualidad sería un medio de transporte sumamente ineficiente para ir hasta las estrellas, y es que el cohete invierte casi toda su energía en transportar su propio combustible. Por supuesto, la carga sería menor mientras más eficiente sea el combustibl0...e, pero aun en el caso más ideal (por ejemplo, un combustible de materia y antimateria, como en algunas películas de ciencia ficción) un cálculo no muy complicado demuestra que toda la energía disponible en la Tierra sería insuficiente para que un cohete espacial se acerque a la velocidad de la luz.

Es más factible construir un vehículo espacial que se propulse de una manera menos convencional, aunque se mueva a una velocidad mucho más modesta que la luz. En los años cincuenta se desarrolló el llamado Proyecto

Orión, en los EUA . Su objetivo era diseñar un cohete propulsado por bombas atómicas que explotarían contra un escudo colocado en la parte posterior de la nave; la fuerza de la explosión podría impulsar la nave hasta velocidades de unos 10 000 kilómetros por segundo. Los cálculos demostraron que la idea no era descabellada: por ejemplo, una nave espacial de unas 400 000 toneladas, propulsada por unas 300 000 bombas atómicas, llegaría en un siglo a Alfa Centauri. El viaje duraría demasiado (y la contracción relativista del tiempo sería insignificante), pero este inconveniente se podría compensar de otras formas: por ejemplo, por medio de hibernación, o —como lo propuso el físico Freeman Dyson, participante del proyecto— con colonias espaciales que se irían reproduciendo a lo largo del viaje (aunque queda la duda de cómo se comportarían los humanos en condiciones tan singulares: ¿vivirían en paz y armonía?). Se construyeron algunos prototipos impulsados por bombas comunes, pero el proyecto se detuvo en 1965, probablemente a raíz de la prohibición de explosiones nucleares en la atmósfera.

Un mecanismo de propulsión más interesante fue propuesto por R.

Bussard en 1960. La idea consiste en dotar al vehículo espacial de un inmenso plato recolector para recoger el material interestelar. Este material es el que forma las nebulosas (inmensas y muy tenues nubes de hidrógeno y otros elementos) que se encuentran en el espacio cósmico. El material se utilizaría como combustible en un reactor de fusión nuclear y el procedimiento evitaría tener que transportar el combustible en la misma nave. El problema, sin embargo, es que el hidrógeno de las nubes interestelares es en exceso ineficiente para producir reacciones nucleares, y es poco probable que alguna vez se pueda aprovechar. Los reactores de fusión nuclear que actualmente se encuentran en etapa experimental utilizan deuterio como combustible, el cual es muy escaso en el espacio interestelar.

De todos modos, el cohete de Bussard, o alguna de sus variantes, requiere una tecnología que está totalmente fuera de nuestras posibilidades actuales.

Por último, quedan posibilidades muchísimo más especulativas, como el viajar a través de túneles en el espacio-tiempo; de ello escribiremos en una próxima ocasión.

En resumen, quizá en un futuro muy lejano sea posible transportar algunos humanos a una de las estrellas más cercanas, suponiendo que tenga planetas habitables, aunque un viaje así tardaría siglos y requeriría cantidades de energía muy superiores a las consumidas actualmente en la Tierra. En vista de las inmensas dificultades en dar un brinco del Sistema Solar a una estrella, mejor nos hacemos a la idea de que la Tierra no es un planeta desechable y de que es el único que va a estar a nuestra disposición por un buen lapso de tiempo.

LA CÁBALA CÓSMICA

Reforma, 6 de abril de 1995

¿Por qué es el Universo tan grande? ¿Por qué son los átomos tan pequeños? La respuesta más sencilla es que los seres vivos estamos situados en un nivel intermedio entre la escala cósmica y la atómica, pues tenemos que estar compuestos de un inmenso número de átomos y a la vez ser suficientemente pequeños para caber en un planeta. De lo contrario no estaríamos presentes para hacernos preguntas.

Tanto el nivel cósmico como el atómico tienen sus propias escalas de distancias y de tiempos. La evolución cósmica requiere tiempos del orden de miles de millones de años; se calcula la edad del Universo entre 10 000

000 000 y 15 000 000 000 de años. En el otro extremo, los procesos atómicos se producen con extrema rapidez; el intervalo más corto que ocurre en ese nivel es de unos10−23(es decir, 1/1 000 000 000 000 000 000

000 00) segundos, que equivale al tiempo que tarda la luz en recorrer una distancia que se interpreta como el radio de un electrón.

Si dividimos la edad del Universo entre ese tiempo atómico (ambos medidos en segundos o cualquier otra unidad de tiempo) obtenemos un número enorme, del orden de 1040(un 1 seguido de 40 ceros). Este número es puro porque no depende de las unidades utilizadas (segundos, horas, siglos...). No es éste el único número puro que se encuentra en la naturaleza. La fuerza que domina el comportamiento del Universo es la gravedad, mientras que los fenómenos atómicos están regidos por las fuerzas eléctricas y magnéticas. Es fácil calcular que la fuerza eléctrica

entre un núcleo de hidrógeno y un electrón es unas 2.3 × 1039veces superior a la fuerza gravitacional entre esas mismas partículas. Este es también un número puro, curiosamente muy cercano al 1040con el que ya nos encontramos en un contexto totalmente distinto. ¿Coincidencia?

En los años treinta el gran científico inglés A. S. Eddington, a quien se puede considerar como el fundador de la astrofísica, elaboró una extraña teoría para explicar los números del Universo. La teoría de Eddington fue publicada póstumamente en 1946 y sus conclusiones son tan sorprendentes como incomprensibles. Por ejemplo, que el número de partículas en el Universo sería exactamente 3/2 X 136 X 2256, lo que viene a ser aproximadamente 2 × 1079. (Se dice que Eddington se puso a calcular ese número durante una travesía transatlántica, pero parece que nunca terminó sus cuentas.) Además, la raíz cuadrada de ese número (que viene a ser algo como 1039), multiplicada por ciertos factores que involucran los números p y 137, daría exactamente la razón de las fuerzas eléctricas y gravitacionales entre un núcleo atómico y un electrón, o la edad del Universo dividido por el tiempo atómico.