viernes, 6 de marzo de 2009

...y tiritan, azules, los astros, a lo lejos...

A finales de enero anduve por San Salvador, invitado por ASTRO, la asociación salvadoreña de astronomía, a participar en el lanzamiento del año internacional de la astronomía. Bien organizado el evento, y como de costumbre, los guanacos nos trataron a cuerpo de rey.

Riccardo Giovanelli dio una interesante plática a la que tituló "Y tiritan, azules, los astros, a lo lejos...", tomando prestado un verso del Poema 20. De allí me nació la idea de escribir estas divagaciones.

Divagaciones sobre el Poema 20 y la Astronomía:
I. La noche está estrellada.


En nuestos días la observación astronómica hace uso de sofisticados instrumentos que, en forma automática, generan Terabytes y más Terabytes de datos en los que los astrofísicos buscan ansiosamente respuesta a las innumerables preguntas que ha generado el interés humano por conocer la realidad externa, el Universo.

Pero no siempre fue así. La astronomía es una ciencia muy vieja, y durante la mayor parte de su historia las observaciones se hicieron "a ojo pelón", y así se descubrieron cosas como los planetas Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, la supernova SN1054 que los chinos observaron allá por el año 1054 d.C., las magnitudes estelares que se inventó Hiparco (quien también descubrió la precesión de los equinoccios) y el movimiento de los astros en general, incluyendo el de los planetas.

Las primeras observaciones usando un telescopio, hechas por Galileo Galilei hace 400 años, y las que se han venido haciendo desde entonces con instrumentos cada vez más precisos y de mayor alcance, han revelado un universo que ninguno de los filósofos, artistas o científicos anteriores al siglo XVII había imaginado ni en sus más eufóricas y descabelladas fantasías. De eso les hablaré en otra ocasión. Hoy quiero platicarles sobre cómo las observaciones hechas a ojo pelón, hasta aquellas que parecen triviales, tienen profundas consecuencias sobre lo que sabemos y lo que ignoramos del universo que, como reza el lema del año internacional de la astronomía, que se celebra este año, "es tuyo, para descubrirlo".

Tomemos, por ejemplo, algunos versos del famosísimo Poema 20, de Pablo Neruda:

Escribir, por ejemplo: "la noche está estrellada
y tiritan azules, los astros, a lo lejos"...

La noche está estrellada

Elemental, mi querido Watson: de día, la luz del Sol es tan intensa que no deja ver ningún otro astro, excepto la Luna. Pero de noche, cuando llega la oscuridad que produce tantos temores a los espíritus débiles que temen la aparición de los íncubos y los súcubos, podemos ver las estrellas contra el fondo oscuro del cielo nocturno.

Allá por 1823, Wilhelm Olbers se preguntó porqué, habiendo tantas estrellas, muchas de ellas más brillantes que el mismo Sol, el cielo nocturno es oscuro. Imaginó el universo como un "bosque de estrellas" y concluyó que, de la misma manera que una persona dentro de un bosque suficientemente grande no verá más que el tronco de algún árbole en cualquier dirección, un observador terrestre debería ver la superficie de alguna estrella en cada dirección, es decir, el cielo nocturno debería ser tan brillante como la superficie de una estrella.

Pero el cielo nocturno es oscuro. La simple observación de que "el cielo está estrellado" nos dice que hay algo incorrecto en el razonamiento de Olbers y nos obliga a examinar con más detalle lo que sabemos --o creemos saber-- sobre el universo.

¿Qué tan grande y viejo es el Universo? ¿Desde cuándo hay astros, cuántos son y cómo se distribuyen? Los mitos de creación existentes en muchas culturas y religiones señalan un origen para el universo y el orden en el que se crearon todas las cosas y los seres que contiene, pero en la époco de Olbers el pensamiento científico estaba dominado por la idea de que el universo es infinito, eterno, uniforme e inmutable. Todo estaba basado en la observación y el razonamiento, pilares fundamentales de la ciencia desde los griegos. A fin de cuentas, a excepción de un par de eventos aislados, posiblemente atribuibles a causas locales, no se habían observado cambios en el orden del cielo durante siglos o milenios, ni se había encontrado razones para creer que el universo tuviera un límite, un principio, o un final.

Pero, ya lo dijimos, el cielo nocturno es oscuro. Y no debería ser así en el universo que imaginaban los científicos del siglo XIX. A esta contradicción se le llamó "paradoja de Olbers".

¿Qué hacer? Los científicos son gente decente: buscan las soluciones a los problemas, en lugar de "meter la basura bajo la alfombra" ocultando los hechos. Hubo varios intentos de resolver la paradoja de Olbers, por ejemplo, imaginar nubes oscuras capaces de absorber la luz de astros lejanos y oscurecer el cielo, pero esto no funciona porque una nube que absorbiera energía continuamente durante un tiempo muy largo se calentaría hasta el punto de empezar a emitir luz. También se intentó postular que la luz "se cansa" y pierde su energía al propagarse sobre distancias muy grandes, pero esto no tiene ninguna base experimental. La única salida parece ser abandonar las ideas sobre un universo estático, uniforme, eterno e infninto.

En los modelos cosmológicos modernos, el universo no es eterno: tiene una edad de cerca de 14,000 millones de años, y las galaxias, que son las principales fuentes de la luz que nos llega desde los confines del universo, no han existido siempre. No vemos las galaxias más allá de cierto punto porque la luz no ha tenido tiempo --desde que nació la galaxia-- para llegar hasta nosotros. Así, aunque el universo fuera infinito, sólo vemos una parte de él. Esta es la principal razón por la que el cielo es oscuro. Otro factor, menos importante pero que también pone su granito de arena, es la expansión del universo, que produce pérdidas en la energía de la luz al propagarse; es un efecto conocido como "corrimiento al rojo", parecido al de la luz cansada, con la gran diferencia de que el corrimiento al rojo sí tiene base observacional y experimental.

Lo interesante es que una observación casi trivial, el simple hecho de que "la noche está estrellada", es una fuente de importantes cuestionamientos sobre las propiedades fundamentales del universo, nos obliga a pensar seriamente. La moraleja: aún las observaciones más simples pueden enseñarnos mucho, además de inspirar hermosos poemas. Y todavía nos falta platicar sobre todo lo que podemos aprender al observar que los astros tiritan, que son azules, que están lejos... pero todo esto será contado en otra ocasión.

2 comentarios:

fjavipi dijo...

Interesante…
Hablando del tema el corrimiento al rojo no es necesariamente eso puesto que un cambio en la longitud de una onda electromagnética puede acercarse al infrarrojo, microondas u ondas de radio alejándose del rojo, parece un tanto confuso pero es de esperar, cuando esta idea surgió se basó en la espectrometría con longitudes de onda visibles como es el caso del corrimiento del azul (Ondas de mayor energía) al rojo (Ondas de menor energía).
En youtube.com encontré materiales interesantes, como es el caso de la serie “El universo” del canal de la historia, ya me descargue la primera temporada y voy por la segunda, está dividida en unos catorce capítulos (Primera Temporada) en donde se abordan los temas desde el Big Bang y la historia de dicha teoría hasta el “fin” del universo en la segunda temporada, por supuesto con el gran impacto grafico de las técnicas actuales de entretenimiento televisivo.
Un saludo al Dr.

Ramón López dijo...

Interesantísimo y muy educativo.

Mucha suerte con el blog.

Yo tambien soy profesor de Física, y tengo un blog con temas mayormente de cosmología y huecos negros, así como noticias y curiosidades de la ciencia moderna.

Se llama "CIENCIA E INDEPENDENCIA". Y lo pueden visitar en

http://cienciaeindependencia.blogspot.com/