Datos del libro

El número 137 es otro de los números puros que aparecen en la naturaleza; su inverso es una medida de las fuerzas eléctricas en el nivel atómico. Las mediciones modernas dan un valor de 137.036... para este número, pero en la época de Eddington sólo se conocía con precisión el primer dígito después del punto decimal y no faltó quien especulara que su valor exacto es un número entero. El número 137 desempeña un papel fundamental en la teoría de Eddington, ya que a partir de él deduce la razón de masas entre el electrón y el protón, la edad del Universo, su masa y su radio, etc. Algunos de sus resultados pudieron pasar como aceptables en su momento, pero ninguno ha sido confirmado por mediciones más precisas.

Hoy en día la teoría de Eddington no pasa de considerarse el delirio excéntrico de quien fuera un brillantísimo científico en sus mejores tiempos. Es curioso, sin embargo, que no faltaran en su época distinguidos científicos que tomaran muy en serio su teoría. Y es que el impacto de un trabajo científico depende mucho más del nombre de su autor que de su contenido.

¿SE EXPANDE EL UNIVERSO?

Reforma, 27 de abril de 1995

Todo parece indicar que las galaxias se alejan unas de otras y, por lo tanto, que el Universo está en expansión. Sin embargo, la ciencia no debe ser un dogma y conviene revisar de vez en cuando los fundamentos de toda afirmación. Veamos en qué se basa la hipótesis de la expansión cósmica.

La única información que recibimos de una estrella o una galaxia (conglomerado de miles de millones de estrellas) es por medio de la luz. Al igual que la luz del Sol, la de una estrella o una galaxia, al pasar por un prisma, se descompone en los colores del arco iris —del rojo al violeta, más otras radiaciones invisibles—. Un examen más detallado de un arco iris revela la presencia de ciertas líneas sobrepuestas a los colores, en lugares bien determinados. Éstas, llamadas líneas espectrales, se deben a los átomos: cada elemento químico tiene su propio conjunto de líneas, como si fueran huellas digitales que lo delatan. Gracias a ellas un químico puede determinar en un laboratorio de qué está hecho un gas; o un astrónomo puede deducir que las estrellas están formadas principalmente de hidrógeno y helio.

Además, las galaxias exhiben sus líneas espectrales sistemáticamente corridas hacia el lado rojo del arco iris. Este efecto se interpreta como una evidencia de que la fuente de luz se aleja a gran velocidad.

Cuando una ambulancia se acerca, su sirena se oye más aguda, mientras que se oye más grave cuando se aleja. Esto se debe a que las ondas sonoras se reciben más comprimidas o más alargadas, según si la fuente emisora se acerca o se aleja. Exactamente lo mismo pasa con la luz: las líneas espectrales de una galaxia que se aleja se desplazan hacia el lado rojo del arco iris, y el desplazamiento es proporcional a la velocidad de la galaxia.

Éste es el llamado efecto Doppler.

Edwin Hubble, descubridor de la expansión del Universo.

Todas las galaxias lejanas exhiben un corrimiento de sus líneas espectrales, el cual es mayor mientras más lejos se encuentran. Si eso se debe al efecto Doppler, la conclusión es que el Universo está en expansión.

Y entonces, alguna vez en el pasado, todas las galaxias estuvieron juntas, de acuerdo con la teoría de la Gran explosión.

Así, el corrimiento al rojo permite determinar la distancia a las galaxias más lejanas. El caso más extremo es el de los cuasares, unos misteriosos objetos con apariencia de estrella, descubiertos en los años sesenta, que presentan corrimientos al rojo tan grandes que, de acuerdo con el efecto Doppler, se alejarían con velocidades comparables a la de la luz y estarían a billones de años luz de distancia.

Muy pocos astrónomos en la actualidad dudan de la expansión del Universo. Sin embargo, no se puede excluir a priori algún otro fenómeno físico, hasta ahora desconocido, que también produzca un corrimiento al rojo. Por otra parte, se han encontrado algunas parejas de galaxias y cuasares con corrimientos muy distintos y que parecen estar físicamente unidos. La interpretación ortodoxa es que se trata de objetos sin ninguna conexión real, pero que se ven cerca casualmente, como cuando la Luna parece estar entre las ramas de un árbol. Pero los detractores han obtenido imágenes en las que se aprecian puentes gaseosos que parecen unir a los dos objetos cósmicos.

Uno podría pensar que la comunidad científica estaría interesada en aclarar la situación de una vez por todas y dirigir los telescopios hacia esos casos extraños. Por desgracia, los grandes telescopios del mundo están tan solicitados que se encuentran prácticamente vedados a los "herejes", a quienes el sistema se niega a conceder el beneficio de la duda.

Hay que reconocer que la teoría de la Gran explosión explica satisfactoriamente, además de la expansión, muchas propiedades del Universo a gran escala. Sin embargo, no está exenta de ciertas dificultades y sería interesante saber si el corrimiento al rojo se debe exclusivamente al efecto Doppler. Pero nos quedaremos con la duda por mucho tiempo a pesar de todos los grandes avances tecnológicos. En todos los campos de la ciencia hay, si no dogmas, sí inercia e intereses creados, porque cientos de

científicos no van a reconsiderar tan fácilmente una teoría a la que han dedicado su vida profesional.

LA LUNA, LOS CLIMAS Y LA VIDA

Reforma, 21 de diciembre de 1995

¿Qué tan probable es la vida en el Universo? Existen miles de millones de estrellas en nuestra galaxia, y quizás alrededor de alguna se pudieron dar las condiciones para que surgiera cierta forma de vida. Pero, hasta ahora, se desconoce la probabilidad de que aparezca la vida, ya que esto depende de muchísimos factores aún desconocidos.

Para que un planeta albergue vida semejante a la nuestra, es necesario que posea una atmósfera, y que esté a tal distancia de una estrella que su temperatura permita el estado líquido del agua. También es importante que el planeta gire sobre sí mismo para repartir uniformemente el calor de la estrella sobre su superficie. Otro factor crucial es la estabilidad del clima.

En el caso de la Tierra esta estabilidad está relacionada con la presencia de la Luna, como se ha descubierto recientemente.

Mercurio y Venus, los planetas más interiores, giran muy lentamente alrededor de sus ejes porque las fuerzas de marea del Sol han enfrenado la rotación de estos planetas desde que se formaron (un día mercurial o venusino dura varios meses terrestres). En cambio, la Tierra y Marte se encuentran más alejados del Sol y su fuerza de marea es menor, por lo que siguen girando sin grandes alteraciones (el día marciano es muy semejante al terrestre: 24 horas y 40 minutos).

Por otra parte, las estaciones en la Tierra se deben a que nuestro planeta gira sobre sí mismo con el ecuador inclinado unos 24 grados con respecto a su órbita alrededor del Sol. Las variaciones de temperatura entre verano e invierno son muy sensibles a esta inclinación; se ha calculado que si ésta fuera apenas un grado mayor, el verano en las regiones cercanas a los círculos polares sería 20% más caluroso y, en consecuencia, los hielos polares se fundirían más en el verano. De hecho, se sabe que ha habido pequeñas variaciones de la inclinación de la Tierra sobre escalas de tiempo

de millones de años, las que están relacionadas con cambios climáticos importantes.

La inclinación del ecuador de un planeta puede variar por la influencia de Sol y de otros planetas. En principio, estos cambios son computables, pero los cálculos son tan laboriosos que, hasta hace poco, no se habían obtenido resultados concretos. Ahora, gracias al uso de supercomputadoras que realizan millones de operaciones aritméticas por segundo, ya se tiene una idea más clara de lo que sucedió y sucederá en el Sistema Solar. Un resultado inesperado es que un planeta pequeño pueda variar la inclinación de su ecuador en forma caótica, como un trompo que cabecea.

Lo que salva a la Tierra de ese comportamiento caótico es la Luna, cuya atracción gravitacional contribuye a estabilizar la rotación de nuestro planeta. Si no fuera por la Luna, la Tierra daría tumbos bruscos y los cambios climáticos serían tan violentos que la vida no hubiera podido desarrollarse. De hecho, Venus, que no posee satélite, gira en sentido contrario, como si estuviera volteada de cabeza. En el caso de Marte, cuyos dos satélites son demasiado pequeños, la inclinación de este planeta habría variado hasta en 10 grados y es probable, por lo tanto, que los veranos marcianos hace algunos millones de años hayan sido lo suficientemente calientes para que permitieran la existencia del agua; el hecho de que su inclinación actual sea parecida a la de la Tierra sería una mera casualidad.

De los cuatro planetas interiores, llama la atención que sólo la Tierra, posea un satélite tan grande como la Luna. El origen de este astro es incierto. Una hipótesis es que se habría formado de los pedazos producidos por el choque de un planeta con la Tierra, poco después de la formación del Sistema Solar.

De ser así, la presencia estabilizadora de la Luna sería el producto de una enorme coincidencia. A su vez, sin esa coincidencia, no se tendrían condiciones adecuadas para la vida. Tal parece que en la lotería cósmica ganamos un premio muy especial. No está claro a cuántos más les tocó.

NUEVOS PLANETAS

Reforma, 25 de enero de 1996

En octubre del año pasado los astrónomos anunciaron las primeras evidencias de un planeta alrededor de una estrella, en la constelación de Pegaso, a unos 50 años luz de distancia. El planeta, unas 150 veces más masivo que la Tierra, fue bautizado Belerofonte, nombre del héroe griego que montó al caballo alado Pegaso para matar a la Quimera (simbolismo al gusto).

La semana pasada, un grupo de astrónomos de la Universidad de Berkeley anunció el descubrimiento de otros dos planetas fuera de nuestro Sistema Solar. Se trata, en ambos casos, de planetas muy masivos, más grandes incluso que Júpiter. Si bien se esperaría que muchas estrellas posean planetas a su alrededor, tal como nuestro Sol, estos descubrimientos recientes vienen a confirmar que la existencia de planetas es un fenómeno bastante frecuente.

Los planetas no emiten luz propia y sólo son visibles porque reflejan la luz de la estrella alrededor de la cual giran. Por esta razón, es imposible detectar directamente un planeta cerca de una estrella lejana, aun con los telescopios más potentes. Para ello es necesario recurrir a alguna técnica de detección indirecta.

Así como el Sol atrae a los planetas a su alrededor y los mantiene girando en sus órbitas, los planetas también atraen al Sol y hacen que éste gire alrededor de un punto que no coincide exactamente con el centro solar. En la práctica, este movimiento del Sol es casi imperceptible debido a lo enorme de la masa solar en comparación con la de los planetas; Júpiter, por ejemplo, hace mover al Sol a una velocidad de unos 40 kilómetros por hora.

La situación es semejante a la de un señor muy gordo que baila con una dama muy liviana; ella se moverá más rápido alrededor de su pareja, pero él también se bamboleará, aunque sea muy poco.

Ese movimiento de la estrella es detectable en principio y delata la presencia de un compañero de baile más liviano e invisible, que sólo puede ser un planeta. La luz emitida por una fuente luminosa en movimiento se recibe con mayor o menor energía según si esa fuente se acerca o se aleja; este cambio de energía es proporcional a la velocidad. En la práctica es sumamente difícil detectar tales cambios para velocidades de sólo algunos

kilómetros por hora, pero el grupo de la Universidad de Berkeley ya domina la técnica, por lo que pronto tendremos noticias de muchos más planetas detectados.

Los dos planetas recientemente descubiertos están alrededor de las estrellas 70 Virginis, en la constelación Virgo, y 4 7 Ursae Majoris , en la Osa Mayor. Ambas estrellas se encuentran en el vecindario del Sol, a "sólo"

unos 30 años luz, y se pueden ver a simple vista en una noche clara (pero obviamente no sus planetas).

El planeta alrededor de 70 Virginis es unas 3 000 veces más masivo que la Tierra, lo que equivale a nueve veces la masa de Júpiter. Se puede calcular, a partir de los parámetros de su órbita y las características de la estrella, que la temperatura superficial de ese planeta debe ser de unos 85 grados centígrados. Si el planeta es parecido a, Júpiter, podría tener una atmósfera y, en principio, agua en estado líquido; pero esto sólo es una hipótesis, pues la verdadera composición del planeta es imposible de determinar. El otro planeta es unas 1 000 veces más masivo que la Tierra y su temperatura calculada también podría, en principio, permitir la presencia de agua en estado líquido.

¿Qué se puede deducir de lo anterior? La principal conclusión es que los sistemas planetarios, como nuestro propio Sistema Solar, deben ser bastante frecuentes. De ahí a suponer que haya vida en alguno de esos planetas, como lo han sugerido algunos medios de comunicación, es pura especulación. Para la formación de la vida se necesita la conjunción fortuita de un enorme número de factores, muchos de los cuales ni siquiera se conocen. Después de todo, aparte de la Tierra, conocemos ocho planetas en nuestro propio Sistema Solar, algunos con satélites grandes, pero ninguno de ellos alberga vida.

LA VIDA EN EL UNIVERSO

Reforma, 15 de febrero de 1996

Hasta la fecha, y a pesar de los reportes sensacionalistas que aparecen de vez en cuando, no hay ninguna evidencia plenamente confirmada de que

exista alguna forma de vida extraterrestre. Si la vida no es exclusiva de nuestro planeta, debe ser, por lo menos, un fenómeno bastante raro. Pero

¿qué tan raro? Hay que tomar en cuenta que la vida pudo surgir en la Tierra gracias a la conjunción excepcional de numerosas circunstancias. Así, por ejemplo, se ha calculado que si el radio de la órbita terrestre fuera sólo 5%

menor, se produciría un efecto invernadero que haría evaporar el agua de los océanos. En el otro extremo, bastaría que la órbita terrestre fuera 1%

mayor para producir largas eras de glaciaciones.

Así, para una estrella como el Sol, la vida sólo podría darse en una franja muy estrecha alrededor de ella. Por otra parte, sólo las estrellas parecidas al Sol, que no son las más comunes, permitirían la aparición de vida en algún planeta a su alrededor; las estrellas más masivas que el Sol evolucionan muy violentamente y las que son menos masivas emiten suficiente energía.

Además, como mencionamos en una colaboración anterior, también es crucial el hecho de que la Tierra posea un satélite masivo como la Luna, ya que ésta estabiliza el eje de rotación terrestre y evita cambios bruscos de clima.

Una manera popular de estimar a grosso modo el número de civilizaciones extraterrestres con las que podríamos comunicarnos en nuestra galaxia es por medio de la fórmula de Drake. De acuerdo con esta fórmula, el número probable de tales civilizaciones se obtiene multiplicando el número total de estrellas en nuestra galaxia por: 1) la fracción de esas estrellas que son semejantes al Sol, 2) la fracción de ellas que tienen una masa en el rango correcto, 3) la fracción de las que poseen sistemas planetarios, 4) la fracción de sistemas planetarios con planetas habitables, 5) la fracción de planetas habitables en las que surge la vida, 6) la fracción de esos planetas en las que evoluciona una forma de vida inteligente, y 7) la fracción de civilizaciones extraterrestres que desarrollan y mantienen una tecnología avanzada.

Sólo los valores de algunas de esas fracciones son bien conocidos.

Tomando en cuenta que existen del orden de 20 000 000 000 de estrellas en nuestra galaxia, los cálculos más optimistas sitúan entre 100 000 y 1000

000 el número de ellas que podrían poseer planetas con condiciones adecuadas para el surgimiento de la vida. Y dado el tamaño de la galaxia,

habría una distancia promedio de unos 100 años luz entre cada uno de esos mundos habitables.

Pero el problema más importante consiste en que tenemos muy poca idea de cuál es la fracción de planetas habitables en la que efectivamente surge la vida, ya que, a pesar de muchos importantes avances, el origen de la vida permanece todavía, en buena medida, en la oscuridad. Recordemos que los seres vivos en la Tierra están formados esencialmente de proteínas y ácidos nucleicos, y si bien se ha logrado producir algunos de estos compuestos en condiciones de laboratorio, aún se está lejos de dar el enorme salto que representaría construir un organismo que se nutra y reproduzca como los seres vivos.

Se ha calculado que la probabilidad de que se combinen por puro azar las moléculas necesarias para la vida y formen los ingredientes básicos de los organismos vivos es semejante a la de ganar la lotería en un sorteo con...

¡un quintillón de boletos! Así, aun con un millón de planetas habitables en nuestra galaxia, la probabilidad de que haya una civilización como la nuestra en alguna de ellos sería de una en un cuatrillón. El hecho de que nosotros existamos se debería, pues, a un increíble azar, pero que les haya tocado la misma suerte a otros es demasiado esperar.

Queda, sin embargo, la posibilidad de que la vida no sea el producto del puro azar, sino tenga algún origen cósmico. De acuerdo con esta interesante hipótesis, la vida sería una especie de "epidemia" cósmica que se desarrollaría en los planetas que reúnen las condiciones apropiadas. En ese caso podría haber más mundos habitados, pero eso ya es otra clase de especulación.

HISTORIAS DE COMETAS

Reforma, 28 de marzo de 1996

En el quinto año del reino de Justiniano, en el mes de septiembre, un cometa fue visto durante veinte días [...]

Ocho años después [...] otro cometa apareció [...] Las

naciones, que miraban con asombro, esperaban guerras y calamidades de sus funestas influencias, y estas expectativas fueron ampliamente colmadas. Los astrónomos disimularon su ignorancia de la naturaleza de estas resplandecientes estrellas, pretendiendo representarlas como meteoros que flotan en el aire; y pocos entre ellos aceptaron las nociones simples de Séneca y los caldeos, de que son sólo planetas con periodos más largos y movimientos más excéntricos.

E. GIBBON, La decadencia y caída del Imperio

romano

En tiempos antiguos, los cometas se consideraban portadores de malos augurios. Todavía en el siglo XVII , Milton comparaba a Satán con un cometa que "de su horrible pelo sacude pestilencia y guerra". Finalmente, lsaac Newton demostró que los cometas obedecen las mismas leyes físicas que los planetas y se mueven alrededor del Sol en órbitas muy elongadas, a diferencia de los planetas cuyas órbitas son casi circulares. Un capítulo entero de los Principia de Newton está dedicado a los cometas, y muy particularmente a uno que apareció en 1680 y le permitió comprobar su teoría. Al respecto se lee:

El doctor Halley, al observar que un notable cometa había aparecido cuatro veces a intervalos iguales de 575 años (en el mes de septiembre después del asesinato de Julio César; en 531 d.C., durante el consulado de Lampadius y Orestes; en 1106..., y a fines del año 1680...) calculó su órbita y demostró que se trata del mismo cometa.

Halley recopiló las observaciones de muchos otros cometas. Su nombre está asociado al famoso cometa cuyas apariciones en 1531, 1607 y 1682 el astrónomo demostró que correspondían al mismo astro. La última visita del cometa de Halley, ya bastante deteriorado, ocurrió en 1985.

El gran historiador inglés del siglo XVIII, Edward Gibbon, en su monumental obra sobre el Imperio romano identificó siete apariciones del gran cometa de 1680 que menciona Newton. La primera se remonta al año

1767 antes de Cristo y estaría relacionada con un antiguo mito griego según el cual Venus habría cambiado de forma, color y curso. La cuarta aparición reportada por Gibbon ocurrió poco después de la muerte de César, en 44 a.C

. La quinta tuvo lugar durante el reino de Justiniano, en 531, una de las épocas más trágicas de la historia europea, que se distinguió por terribles guerras, plagas y hambrunas. La sexta, en 1106, coincidió con las primeras cruzadas. La séptima, a fines de 1680, le tocó a Newton y sus contemporáneos. En cuanto al siguiente retorno del famoso cometa, previsto para 2255, Gibbon concluyó en tono profético que "quizás podrían confirmar los cálculos los astrónomos de alguna futura capital en los desiertos de Siberia o América".

Ahora sabemos que los cometas son pequeños pedazos de hielo que, al acercarse al Sol, despliegan una cola que llega a medir varios millones de kilómetros. Los cometas forman parte de nuestro Sistema Solar y se encuentran en la llamada Nube de Oort, más allá de la órbita de Plutón.

Ocasionalmente, la atracción gravitacional de los planetas provoca la caída hacia el Sol de un cometa. Por lo general los cometas pasan cerca del Sol una sola vez y se alejan para perderse en el espacio; pero en algunos casos los grandes planetas llegan a perturbar de tal modo sus movimientos que sus órbitas se vuelven elipses muy alargadas; éstos son los cometas que regresan periódicamente.

Hace algunos años, el famoso astrónomo inglés Fred Hoyle y su colaborador N. C. Wickramasinghe retomaron la vieja teoría de la panespermia , según la cual la vida se originó en el espacio cósmico y

"contaminó" la Tierra. Para estos astrónomos, los portadores de la vida serían los cometas, que estarían contaminados de moléculas orgánicas del espacio y las llevarían hasta la Tierra. En versiones posteriores de su teoría, llegaron a afirmar que los cometas realmente transportan gérmenes, y que los temores de la antigüedad con respecto a estos fenómenos celestes estaban fundamentados. Hay que reconocer que muy pocos astrónomos y biólogos han tomado en serio la teoría de Hoyle y Wickramasinghe, pero sus ideas muestran que la inquietud despertada por los cometas no es incompatible con la racionalidad científica.

CUASARES Y BLASARES

Reforma, 1 de agosto de 1996

Probablemente los objetos más enigmáticos encontrados hasta ahora por los astrónomos son los llamados cuasares . Descubiertos en los años sesenta, tienen la apariencia de débiles estrellas, pero el análisis de la luz que emiten reveló que son los objetos visibles más lejanos en el Universo.

Y para que sean visibles, la cantidad de energía luminosa que generan debe ser miles de veces superior a la que emite una galaxia común como la nuestra (que contiene unos 100 000 millones de estrellas). Y por si fuera poco, esa inmensa cantidad de energía se genera en una región no más grande que nuestro Sistema Solar.

¿Cómo se pudo determinar todo lo anterior? Cuando la luz de una estrella o una galaxia se hace pasar por un prisma se obtiene un arco iris sobre el cual se encuentran sobrepuestas líneas oscuras y brillantes. Éstas son producidas directamente por los átomos y corresponden a longitudes de onda bien determinadas, lo cual identifica al elemento químico que las emite. Cuando la fuente emisora de luz se aleja, las líneas se desplazan hacia el lado rojo del arco iris y esto permite determinar con precisión la velocidad de recesión. Es así como se descubrió que los cuasares se alejan de nosotros a velocidades de decenas de miles de kilómetros por segundo.

Por otra parte, la teoría de la Gran explosión postula que el Universo se expande, de modo tal que la velocidad de recesión de un cuerpo cósmico es directamente proporcional a su distancia. Gracias a este efecto fue posible determinar que los cuasares son los objetos más lejanos del Universo.

Después de trece décadas de estudios se tiene una idea más clara de lo que pueden ser los cuasares. Tienen semejanzas con ciertas galaxias que se caracterizan por la generación, en sus centros, de enormes cantidades de energía, principalmente en forma de luz ultravioleta e infrarroja.

El modelo más aceptado para explicar esta generación de energía es el de un hoyo negro gigantesco que atrae la materia cercana a él. Esta materia forma un disco de gas alrededor del hoyo que se calienta a millones de grados y genera energía térmica, lo cual hace que parte de ese mismo

material sea arrojado a velocidades cercanas a la de la luz y otra parte caiga al hoyo y se pierda para siempre.

De hecho, podría haber un hoyo negro gigante en el núcleo de muchas galaxias. En un principio, el hoyo negro devora todo el material que se encuentra en su cercanía, en el centro galáctico, lo cual produce fenómenos tan espectaculares como los cuasares; después, al agotarse el alimento del hoyo negro, el núcleo de la galaxia se apacigua. Así, se piensa que los cuasares son los núcleos de galaxias en pleno proceso de formación.

Hace algunos años se descubrió un tipo especial de cuasares que cambian violentamente de brillo en escalas de tiempo desde minutos hasta años. Se les llamó blasares, por el prototipo de ellos que es BL Lacerta, en la constelación del Lagarto (visible sólo en el Hemisferio Sur).

Un blasar muy estudiado recientemente, conocido con el nombre de OJ

287, tiene la característica de aumentar su brillo cada 12 años. La hipótesis más aceptada es que contiene dos hoyos negros en su núcleo, girando uno alrededor del otro. Cuando uno de los hoyos negros cruza el disco de gas formado alrededor del otro se producen perturbaciones violentas que aumentan drásticamente el brillo del blasar.

El hecho de que OJ 287 es el núcleo activo de una galaxia fue confirmado recientemente gracias a los estudios realizados con el telescopio de dos metros del Observatorio Astronómico Nacional en Baja California. Erika Benítez y Deborah Dultzin, del Instituto de Astronomía de la UNAM, obtuvieron por primera vez una imagen de OJ 287 en la que se ve claramente una nebulosidad alrededor que podría ser una galaxia en pleno proceso de formación, además de una estructura elongada (aparentemente un conjunto de galaxias alineadas o quizás un chorro de gas incandescente emitido desde el núcleo del misterioso objeto).

III. CRÓNICAS

EL ARTE PERDIDO DE CUCHAREAR

La Jornada, 27 de diciembre de 1993

Hace poco más de dos siglos, el gran científico francés Charles Augustin Coulomb realizó un experimento crucial para comprender el fenómeno de la electricidad. Con un aparato llamado balanza de torsión que él mismo construyó, Coulomb midió la repulsión entre dos cargas eléctricas y demostró que esa fuerza disminuye en proporción inversa al cuadrado de la distancia entre las cargas. En su época, el resultado obtenido pareció muy plausible y fue aceptado sin demasiadas objeciones, no obstante lo precario de los datos experimentales. Algunas décadas después, ya a mediados del siglo XIX, el resultado fue confirmado experimentalmente más allá de cualquier duda y la, ley de Coulomb pasó a formar parte del acervo de la física.

El hecho de que Coulomb obtuviera experimentalmente la ley que lleva su nombre nunca fue puesto en duda, a pesar de que informó sólo de tres mediciones para sustentar sus resultados —hecho del que sólo algunos historiadores están conscientes—. Sin embargo, el especialista en historia de la ciencia P. Heering tuvo recientemente la ocurrencia de reconstruir el aparato que Coulomb utilizó (y describió detalladamente) con el fin de repetir el experimento. Encontró que, debido a la poca precisión del instrumento, era imposible obtener los resultados que Coulomb había obtenido, por más cuidado que se pusiera.3 [[Nota 3]]

[Nota 3]. El experimento está descrito en detalle en el volumen 60 de American Journal of Physics

¿Debemos concluir que el gran sabio francés recurrió a la conocida práctica del "cuchareo" para ajustar sus resultados? La respuesta no es clara.

El trabajo de Heering acaba de ser reseñado en la revista Science, y otros historiadores de la ciencia señalan que Coulomb bien pudo utilizar algunas técnicas, de las que nunca informó, para obtener resultados confiables. Sin embargo, lo esencial es que Coulomb tenía una idea intuitiva muy clara de lo que debería encontrar. En su época, se había confirmado plenamente la ley de la gravitación de Newton, que establece que dos cuerpos masivos se atraen con una fuerza que disminuye en proporción al cuadrado de la distancia que los separa. Si uno cree en cierta unidad de las leyes de la naturaleza, puede intuir que la fuerza eléctrica obedece una ley similar a la gravitacional. No hay duda de que Coulomb esperaba encontrar el resultado que finalmente obtuvo. Quizás cuchareó un poco sus datos, pero su

intuición no le falló. Así se adelantó en varias décadas a sus colegas y pasó a la historia con una ley fundamental que lleva su nombre. Comentando el resultado de Heering en Science, la historiadora M. Trumpler señala atinadamente que "la habilidad para, tener una intuición profunda acerca de la naturaleza con sólo unos cuantos datos es un arte que se está perdiendo".

Desgraciadamente, la competencia que ha surgido en años recientes entre los científicos de todas las disciplinas está propiciando que la investigación científica se parezca cada vez más a una guerra de vendedores. Con tal de adelantarse a sus colegas, algunos científicos recurren al cuchareo de datos y anuncian ante la prensa descubrimientos sensacionales basados en datos aún sin confirmar, con la esperanza de atinarle a un premio gordo. Empero, les falta el talento que tenían los sabios clásicos como Coulomb. Basta recordar algunos casos recientes como el de la fusión en frío, la quinta fuerza y cualquier descubrimiento relacionado con el virus del sida.

En todo caso, los cuchareadores obtienen una fama transitoria (y muchas citas a sus trabajos, aunque sea para refutarlos). En México todavía no hemos llegado a los excesos que se dan en el Primer Mundo, pero cada vez más los investigadores se ven forzados a trabajar para engrosar sus curricula y a competir entre ellos para obtener el reconocimiento de los administradores de la ciencia. La única ventaja de hacer ciencia en el Tercer Mundo era trabajar sin presiones, pero se está perdiendo lamentablemente.

LA INVENCIÓN DEL PROGRESO

La Jornada, 18 y 25 de julio de 1994

Cuando Galileo anunció que había descubierto con su telescopio ciertas manchas sobre la superficie del Sol, un distinguido teólogo lo refutó, según se cuenta, en los siguientes términos: "He analizado detenidamente los escritos de Aristóteles sobre el Sol y en ninguna parte he encontrado mención de tales manchas, por lo que debo concluir que son inexistentes."

La anécdota se presenta como una muestra de la estrechez de visión que imperaba en la época de Galileo. Pero, situada en su contexto, la reacción

del buen teólogo es perfectamente comprensible. En esa época todavía no se inventaba el progreso.

La llamada civilización occidental nació en Grecia, de donde se expandió por el Imperio romano. Cuando los cristianos se apoderaron de lo que restaba de ese imperio, destruyeron con saña todo lo que quedaba de esa antigua cultura, identificada con la de sus perseguidores. Pero algunos siglos después se arrepintieron y la cultura griega, debidamente bautizada por Tomás de Aquino, resurgió, y la filosofía de Aristóteles se volvió artículo de fe (de lo cual seguramente él mismo se habría sorprendido).

Hasta la época de Galileo no había razón alguna para suponer que el futuro pudiese ser mejor que el pasado. Muy por el contrario, los europeos estaban convencidos de que, después del apogeo de la cultura griega, estaban viviendo una era degradada y que no faltaba mucho para el fin del mundo. Pruebas de ello eran las múltiples epidemias y guerras que azotaban Europa. El mundo, al igual que la materia viva, estaba destinada a la degeneración y la única meta lejana que se vislumbraba para la humanidad era el Juicio Final. Incluso la edad del Universo se calculaba en unos cuantos miles de años y se pensaba que el Apocalipsis no estaba lejos. Los historiadores narran la histeria masiva que surgió en Europa en el año 1000, cuando muchos hombres pensaron que ése sería el último año de la Tierra.

Empero, de esa cultura envejecida surgieron científicos como Copérnico, Kepler, Galileo y muchos otros, que quisieron ver al mundo con ojos nuevos y trataron de comprenderlo a través de la experiencia y la observación. Ellos pensaban que no todo estaba dicho, que la verdad última no se encontraba en los libros heredados de la antigua cultura griega, y que quedaban aún muchas cosas que los filósofos de la antigüedad no se habían imaginado. La culminación y síntesis de esa nueva visión del mundo fue la obra de Isaac Newton. En el año de 1686 apareció el libro que habría de contribuir fundamentalmente a modificar el curso de la historia: los Principios matemáticos de la filosofía natural . El mundo, gracias a Newton, se revelaba por primera comprensible: era un mundo regido por las leyes matemáticas de la mecánica. Todo seguía un inexorable orden lógico y se podía comprender el curso de los astros resolviendo ecuaciones, no consultando libros antiguos.

La mecánica de Newton no era contemplativa. A diferencia de los antiguos, que se conformaban con explicar la naturaleza pero no pretendían modificarla, la nueva ciencia ofrecía al hombre la posibilidad de cambiar su estado en la Tierra por algo mejor. El mundo no sólo se volvía comprensible, sino manejable. En lugar del Apocalipsis se vislumbraba una nueva Tierra Prometida, a la que se dirigía la humanidad por el camino del Progreso. (Curiosamente, el mismo Isaac Newton no fue fanático del progreso. Metido a teólogo e historiador en sus años de vejez, calculó que el Juicio Final debería ocurrir alrededor del año 2060.) El nacimiento del progreso, tal como lo entendemos en la actualidad, puede situarse en la época de los Principios de Newton, y su desarrollo en el siglo XVIII . En Francia, esa época coincidió con el Siglo de las Luces, que culminó en la revolución. El polémico Voltaire, quien visitó Inglaterra y estuvo presente en los funerales de Newton, llevó la semilla de la nueva ciencia a su patria, donde los sabios franceses la recibieron con entusiasmo y la cultivaron para darle una forma que aún se utiliza en la actualidad.

Isaac Newton.

En la época de Newton, justamente, se fundaron la Royal Society en Inglaterra y la Academia de Ciencias en Francia. Por primera vez los sabios ocuparon un lugar importante en la sociedad; y no era para menos: ellos eran los portadores del progreso. Así, la cultura occidental dio un giro brusco al pasar del pesimismo de la Edad Media al optimismo de la era del progreso. La naturaleza, era una fuente inagotable de recursos puestos a la disposición de la humanidad para sostener su marcha triunfante hacia el paraíso del progreso.

Sólo algunos escépticos se atrevieron a cuestionar las promesas de tanta felicidad. Uno de ellos fue Jonathan Swift, irlandés que vivió en Londres durante los años en que el viejo Newton aún presidía la Royal Society como feudo suyo. En Los viajes de Gulliver, Swift se burla de la locura de los hombres para lo cual se sirve de las aventuras de un marino que conoce

tierras supuestamente lejanas. En uno de sus viajes Gulliver visita extraños países que viven la euforia del progreso. Casi tres siglos después, Swift parece estarnos observando.

HISTORIA SECRETA DE LA BOMBA ATÓMICA

Reforma, 6 de agosto de 1995

El 6 de agosto de 1945 un avión de los Estados Unidos de América arrojó una bomba atómica sobre la ciudad japonesa de Hiroshima; tres días después le tocó el turno a la ciudad de Nagasaki. La segunda Guerra Mundial terminó en medio de una destrucción sin precedentes, lograda con un arma fabricada por centenares de científicos y técnicos apoyados por el gobierno del presidente Roosevelt.

¿Cómo pudieron tantos hombres de ciencia trabajar en un proyecto tan mortífero? La respuesta es sencilla: contra todos ellos estaban convencidos de estar en una carrera con el gobierno nazi para la fabricación de la bomba atómica. Las sospechas tenían sólidos fundamentos, ya que el aparato científico y tecnológico alemán todavía contaba con suficientes recursos, a pesar de la enorme sangría que sufrió por la persecución de todos los científicos judíos. En particular, se sabía que el programa nuclear del régimen nazi estaba bajo la dirección del gran físico Werner Heisenberg.

Al término de la guerra, los aliados descubrieron que sus temores habían sido infundados, pues los alemanes nunca intentaron construir un arma nuclear. Heisenberg había desechado la idea por irrealizable y encaminado todos los esfuerzos alemanes a la construcción de un reactor nuclear, proyecto que se hubiera concretado de no ser por la situación caótica que imperaba en Alemania al final de la guerra.

Se ha escrito mucho sobre la historia de la bomba nuclear desde el lado de los vencedores de la segunda Guerra Mundial, pero poco se sabe de lo que sucedió en el campo de los nazis. Ahora la situación se ha aclarado gracias a que en 1992 se abrieron los archivos del Servicio Secreto británico relacionados con el programa nuclear alemán, y a su publicación en forma

de libro (Operation epsilon, Berkeley, 1994). Parte de la breve historia que sigue está basada, en estas revelaciones.

Otto Hahn y Lise Meitner.

La física nuclear

A principios de los años treinta se descubrió que el núcleo atómico está formado por dos tipos de partículas, protones y neutrones, y que cada elemento químico está determinado por el número de protones. Alterando este número sería posible, entonces, transmutar un elemento en otro, tal como soñaban los alquimistas en la Edad Media. La técnica más prometedora para lograrlo consistía en bombardear con neutrones los núcleos atómicos con el fin de romperlos.

La primera transmutación artificial de un elemento químico fue lograda en Berlín, a fines de 1938, por Otto Hahn y Fritz Strassmann, quienes encontraron que al bombardear el uranio con neutrones se obtenía un elemento más ligero, el berilio. Hahn comunicó su descubrimiento a su antigua colaboradora Lise Meitner, refugiada en Suecia por su ascendencia judía, y ella, junto con su sobrino Otto Frisch, interpretaron correctamente el proceso como una fisión nuclear. Esto sucedía a principios de 1939; en septiembre de ese mismo año Hitler invadió Polonia y se inició la segunda Guerra Mundial.

La reacción en cadena

En la naturaleza se encuentran dos tipos de uranio: el uranio 238, cuyo núcleo consta de 92 protones y 146 neutrones, y el uranio 235, que tiene tres neutrones menos en su núcleo. Más del 99% del uranio que se encuentra en estado natural es uranio 238. Como lo demostraron Niels Bohr y John Wheeler justo antes de que empezara la guerra, sólo el uranio 235, el más escaso, es fisionable.

Para fabricar una bomba atómica se necesita una gran cantidad de uranio 235, el cual se puede obtener del uranio 238. Sin embargo, es muy difícil realizar esta separación porque las propiedades químicas de los dos son idénticas. Otra posibilidad consiste en utilizar plutonio, el elemento 94, que es un excelente material para una bomba atómica porque se fisiona al igual que el uranio 235. El plutonio no se encuentra en estado natural, pero se puede producir artificialmente bombardeando el uranio 238 con neutrones.

Para estar seguros de no equivocarse los aliados desarrollaron las dos opciones: a Hiroshima le tocó una bomba de uranio 235 y a Nagasaki una de plutonio.

Cuando un neutrón le pega a un núcleo de uranio 235 o de plutonio y lo rompe, se producen dos núcleos más ligeros y, además, dos o más neutrones libres. Estos últimos pueden pegar cada uno a otro núcleo de uranio y repetir el proceso, generando así una reacción en cadena en que cada vez más núcleos de uranio se fisionan. La primera reacción en cadena del uranio tuvo lugar en la Universidad de Chicago en diciembre de 1942 y fue obra de Enrico Fermi, refugiado de Italia y establecido en los Estados Unidos desde 1939. A partir de ese momento la construcción de la bomba nuclear se redujo a un problema técnico.

Werner Heisenberg.

La masa crítica

Para que la reacción en cadena no se apague, se necesita que la cantidad de material fisionable sea superior a cierta masa crítica. Esto ya era conocido justo antes de que se iniciara la guerra, pero los cálculos de la masa crítica para producir una explosión nuclear eran muy inciertos.

En 1940 Otto Frisch y Rudolf Peierls, refugiados en Inglaterra, llegaron a la conclusión de que una, explosión nuclear necesita sólo unos cuantos kilogramos de uranio 235. Un resultado así acabó de convencer a Churchill y Roosevelt de crear el proyecto Manhattan para la construcción de una bomba atómica.

Al parecer, Heisenberg, al principio de la guerra, había calculado la masa crítica y encontrado un valor de varias toneladas de uranio 235; en virtud de que es imposible reunir esa cantidad, habría concluido que fabricar una bomba de fisión sería un sueño imposible.