de las supernovas
40. Las leyes del Universo
Figura 40.1. Curiosidad. Este grabado medieval anónimo refleja la curiosidad del ser humano por el Cosmos.
racional, sin un dios detrás de cada proceso natural: para Anaximandro (611-545 a.C.), la realidad se generó a partir de una sustancia primaria llamada “apeiron” —indefinida e infinita—, de la que surgieron el resto de elementos. Esta idea supuso un gran avance en la historia de la filosofía, ya que se introducía un concepto completamente abstracto y no observable para explicar la realidad. Además, el Universo de Anaximandro cumplía un continuo ciclo de nacimiento y destrucción sucesiva, pero la Tierra siempre ocupaba un lugar central. Lo mismo le ocurrió a Aristóteles (384-322 a.C.), que defendía la idea de un Universo finito, precisamente porque “lo infinito no tiene centro”. Esta cosmología geocéntrica se mantuvo hasta el siglo XVII, y halló su máximo exponente en las ideas de Ptolomeo (90-168).
El modelo ptolomeico no era un sistema filosófico como los anteriores: se trataba de un sistema científico, basado en la observación, que explicaba con relativa exactitud el movimiento aparente de los planetas en el cielo. Para Ptolomeo, el centro del Universo era la Tierra, y la Luna y el resto de los planetas orbitaban en torno a ella siguiendo los llamados epiciclos: círculos girando sobre círculos. El resto era un fondo finito de estrellas fijas.
Figura 40.2. Modelos. A la izquierda, el modelo de Ptolomeo, con la Tierra en el centro del Universo y, a la derecha, el modelo heliocéntrico de Copérnico.
Figura 40.3. Diosa-cielo. En el Antiguo Egipto, la bóveda celeste estaba representada por la diosa Nut, que se arqueaba sobre la Tierra de modo que sólo sus manos y sus piernas tocaban el suelo. Ella era el cielo nocturno y todas las mañanas daba a luz al dios Ra, que representaba al Sol. Fuente: Universidad de Arizona.
Hacia la modernidad
En el año 1543, poco antes de su muerte, el astrónomo polaco Nicolás Copérnico (1473-1543) publicaba “La revolución de las esferas celestes”, donde retomaba la vieja idea de Aristarco de Samos (310-230 a.C.) de situar al Sol en el centro del Universo, y a la Tierra junto al resto de planetas girando en torno a él. Había nacido el sistema heliocéntrico. En cualquier caso, para Copérnico el Universo seguía siendo una esfera finita de estrellas fijas. Más adelante, el filósofo y poeta Giordano Bruno (1548-1600) escribía: “... existe una cantidad innumerable de soles, y un número infinito de tierras que giran alrededor de esos soles...”, lo que le valió ser quemado en la hoguera.
En 1687, Isaac Newton publica su
Ley de la Gravitación Universal, donde
demuestra de que en el Universo existe una fuerza, la gravedad, que afecta por igual a manzanas y a planetas. Por primera vez el Universo no resulta algo diferente y separado de nuestro mundo terrestre. A pesar del avance que supuso
Figura 40.4. Serpientes y tortugas. Un concepto de Universo de origen hindú. La Tierra se encuentra sobre una tortuga que descansa sobre una gran serpiente, símbolo de la eternidad.
esta idea, la teoría de Newton presentaba grandes problemas a nivel cosmológico. Bentley, Seeliger y Neumann demostraron que, bajo el prisma newtoniano, el Universo era inestable, tanto si era finito como infinito. La solución a este problema vino años después, en 1915, cuando otro genio, Albert Einstein, publicó su
Teoría de la Relatividad General, que
veremos en próximos artículos. Pocos años después, Edwin Hubble (1889-1953) descubrió que el Universo estaba lleno de sistemas de estrellas como nuestra galaxia, la Vía Láctea, y que se hallaban a unas distancias inimaginables. Además, descubrió que las galaxias se alejan las unas de las otras en una continua expansión. El Universo pequeño y estático que imaginó
Aristóteles finalmente se mostró inmenso y en continuo movimiento.
Con el descubrimiento de Hubble surge la cosmología moderna y, con ella, la teoría por ahora más aceptada sobre el Universo: el modelo estándar, más conocido como “Big Bang”. Según él, el Universo se formó hace unos 13.000 millones de años a partir de una singularidad —un lugar donde las leyes de la física carecen de validez—: toda la materia y la energía del Universo se hallaban infinitamente concentradas, hasta que comenzó una expansión, primero de forma explosiva y, progresivamente, con más y más moderación. A lo largo de este proceso de expansión y enfriamiento se originaron el tiempo, el espacio y las estructuras que vemos hoy en el cielo.
En cualquier caso, no debemos nunca olvidar que Brooklyn no se expande.
n 1929, Edwin Hubble demostró que las galaxias se alejan unas de otras, lo que sólo se explica si el Universo se está expandiendo en todas
direcciones
Los distintos modelos que, a lo largo de la historia, se han construido para describir el Universo eran un reflejo de las teorías físicas más avanzadas de cada momento. Sin embargo, y a diferencia de otras disciplinas científicas, la Cosmología cuenta con un único sujeto de estudio, el Universo, de modo que algunas nociones científicas habituales como repetibilidad o predictibilidad no pueden aplicarse con ingenuidad a su estudio. Por esta razón, en el
desarrollo histórico de esta disciplina se han reflejado de forma especial los prejuicios vigentes en cada periodo.
Los modelos teóricos
En este sentido, la idea de un Universo estático ha estado profundamente enraizada en la comunidad científica desde el comienzo de la física moderna. Así, Newton aplicaba su teoría de la gravitación a un modelo de Universo estático, a pesar de que él mismo mostraba la extraordinaria inestabilidad de esta situación física. A pesar de tales intuiciones tempranas sobre el carácter dinámico del Universo, la idea de un Universo estático sobrevivió a la aparición de una nueva y revolucionaria teoría de la gravedad, la Relatividad General. En el primer modelo cosmológico relativista, y con la intención de preservar el carácter estático del Universo, Einstein (1917) introdujo una fuerza repulsiva mediante un término adicional en sus ecuaciones,