Adelanto del libro "El universo en expansión" de Mario Hamuy: El big bang y los cálculos renales

Adelanto del libro “El universo en expansión” de Mario Hamuy: El big bang y los cálculos renales

Mario Hamuy (Santiago, 1960) es astrónomo y académico de la Universidad de Chile. Doctor en Astronomía por la Universidad de Arizona, fue investigador del Centro de Astrofísica y Tecnologías Afines (CATA) y el primer director del Instituto Milenio de Astrofísica (MAS). Su carrera científica se ha enfocado, entre otros temas, en el estudio de cúmulos estelares, galaxias y supernovas, trayectoria que lo llevó a ser distinguido con el Premio Nacional de Ciencias Exactas 2015. Es autor, junto a José Maza, de “Supernovas. El explosivo final de una estrella” (2008). En la actualidad preside el consejo de la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (CONICYT). Acá, un adelanto de “El universo en expansión”, el libro en el que ofrece al lector un viaje por exoplanetas, nebulosas planetarias, supernovas, materia oscura, agujeros negros y que culminará en uno de los hitos de la cosmología: la expansión acelerada del universo. La presentación de “El Universo en Expansión” se realizará el domingo 11 de noviembre en el marco de la Feria de Autores de Santiago (FAS), en en el Centro Cultural Gabriela Mistral.

En julio de 1989, Stan Woosley, un destacado astrofísico de la Universidad de Santa Cruz de California, organizó en el campus de la universidad un primer workshop para que la comunidad internacional pudiera presentar sus trabajos de investigación e intercambiar sus puntos de vista sobre el origen de la estrella que había producido la supernova 1987A, aquel descubrimiento que, en el observatorio Las Campanas, mostró la colosal explosión de una estrella en la Nube Grande de Magallanes. Por lo mismo, esta era una oportunidad perfecta para estudiar, con telescopios modernos, la muerte de una estrella. En una audiencia, compuesta por sesenta astrónomos, había científicos de diversas nacionalidades que hasta tan solo unos años antes se habían enfrentado en la cruel segunda guerra mundial. A pesar de sus distintos acentos en inglés, allí estaban para unir al mundo en torno a la ciencia. Yo había estado observando la supernova desde sus inicios en el observatorio Tololo, y estaba maravillado con la oportunidad de asistir a la reunión. Llegué un día antes y los organizadores me habían reservado para la primera noche una habitación en la residencia de los estudiantes, en medio de un denso bosque de coníferas en el mismo campus, ubicado en las afueras de la ciudad. Abatido por el cansancio del largo viaje y con la diferencia de cinco husos horarios con Chile, caí rendido en mi cama. Pensando que habían pasado solo un par de horas, desperté en medio de la noche con agudos e intolerables dolores de espalda. La residencia estaba vacía, pues en esas fechas era receso académico de verano. Ni siquiera estaba la recepcionista que había visado mi llegada. Agobiado por los dolores salí de la residencia a buscar ayuda. Solo los pinos podían escuchar mis alaridos en medio de la total oscuridad. Fueron varias horas las que transcurrieron, moviéndome en círculos para paliar el dolor, hasta que apareció un guardabosques. En mi aún rudimentario inglés le expliqué que requería ver a un médico con urgencia. Su camioneta y un taxi me permitieron ingresar al Hospital de Santa Cruz, abrumado por el dolor. Un médico me diagnosticó cálculos renales. El estudio de los cálculos indicaba que eran cristales de oxalatos de calcio, lo mismo que había fabricado el big bang a fuego rápido desde ínfimas partículas elementales llamadas quarks, y luego a fuego lento en el corazón de las estrellas. Una supernova parecida a la SN 1987A había explotado hace unos 5.000 millones de años en nuestra galaxia y expulsado esos átomos de calcio al espacio. Y una nebulosa de gas contaminada por la supernova daba lugar al sistema solar, al planeta Tierra y a las sabrosas espinacas, ricas en oxalatos de calcio, que habían bloqueado mis riñones. De eso y mucho más hablaríamos durante dos semanas en el campus de Santa Cruz, mientras yo tomaba litros y litros de agua para asegurar que los cálculos desaparecieran. Una breve historia del universo, desde los quarks hasta la conciencia El universo temprano era una sopa de partículas elementales altamente concentradas en un volumen muy pequeño y a altísimas temperaturas.18 Tuvieron que transcurrir 0,0001 segundos desde el big bang para que la temperatura bajara y permitiera que, a partir de las partículas llamadas quarks, se formaran los protones y los neutrones, la materia prima para la formación de los núcleos atómicos. En los primeros 10 minutos la temperatura del universo era superior a los 400 millones de grados Celsius, 25 veces mayor que la temperatura en el centro del Sol; los protones y neutrones se movían muy de prisa y estaban lo suficientemente cerca como para interactuar entre ellos. En estas condiciones el universo logró formar dos especies de núcleos atómicos: un 76 por ciento en forma de hidrógeno (con un protón) y un 24 por ciento en forma de helio (con dos protones y dos neutrones). En este horno nuclear la combustión podría haber continuado fabricando elementos químicos más pesados y complejos. Sin embargo, la expansión del universo hizo que los núcleos atómicos se alejaran entre sí y no pudieran continuar interactuando. En esta carrera contra el tiempo, el universo temprano solo logró cocinar a fuego rápido hidrógeno y helio. La expansión continuaría y el universo se seguiría enfriando sin mayores cambios. A una edad de 400.000 años, cuando la temperatura ambiente era de 3.000 grados Celsius (la mitad de la temperatura superficial del Sol), los núcleos atómicos lograron aparearse por primera vez con los electrones, otra familia de partículas elementales provenientes del universo temprano, para formar átomos neutros. Este importante evento es a lo que nos referimos como el amanecer, cuando el universo pasó de ser opaco a transparente. A partir de este momento los pequeños polos de concentración de materia pudieron comenzar a atraer más gas, mientras que las regiones de menor concentración comenzaban a despoblarse de material. Debido a la propia atracción gravitatoria de la materia, las zonas más densas tendieron a expandirse más lento que el resto del universo y, si la concentración de gas era suficientemente alta, lograron colapsar y dar lugar a cúmulos de galaxias, atrayendo más materia de su entorno menos denso. Al interior de las galaxias se dieron las condiciones para que las nubes de gas primordial de hidrógeno y helio pudieran dar lugar a fragmentos que se aglutinaron por su propia gravedad. Llegó un momento en que la concentración de material y la temperatura alcanzaron niveles aptos para las reacciones nucleares. Nacieron las primeras estrellas y en sus entrañas comenzó la cocción a fuego lento de elementos químicos más complejos y pesados que el hidrógeno y el helio. Esas estrellas explotaron como supernovas y diseminaron nuevos elementos químicos al espacio, como el oxígeno, el carbono, el azufre, el magnesio, el hierro y el cobre, del mismo modo como ocurre ahora en la famosa SN 1987A. A partir del material enriquecido químicamente y de las bajas temperaturas del medio interestelar, los átomos se organizaron en estructuras más complejas unidas por electrones: las llamadas moléculas (por ejemplo, dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno forman la molécula de agua). De estas nubes moleculares, como la nebulosa de Orión, se formaron nuevas generaciones de estrellas. En los discos proto-planetarios se formaron planetas. Hace 4.500 millones de años, en una galaxia espiral, se formaba una estrella con ocho planetas. Uno de ellos, con una estructura rocosa envuelta por una atmósfera, estuvo a la distancia adecuada de su estrella para tener agua en forma líquida en su superficie. El agua facilitó las reacciones químicas para la formación de moléculas mucho más complejas y del primer material genético, del cual habría surgido una molécula con forma de doble hélice llamada ácido desoxirribonucleico, más conocido como ADN. Albergada por una membrana protectora, se forma una primera célula, la unidad básica de la vida, hace unos 3.800 millones de años. Nutriéndose de la energía proveniente de la estrella y con la tendencia del ADN de sobrevivir y replicarse a sí mismo, la primera célula comienza a dividirse, dando lugar a un ciclo de reproducción biológica que continúa hasta hoy. La formación del ADN a partir de moléculas y la aparición de la primera célula es lo que podemos llamar el paso de la química a la biología, o el surgimiento de la vida. Nadie ha podido reproducir de manera fidedigna este crucial proceso en un laboratorio. ¿Fue este sorprendente resultado una consecuencia natural de la evolución del universo o un hecho fortuito? Nadie tiene la respuesta a esta pregunta. La probabilidad de que surja la vida en otro lugar del universo puede ser bajísima, y puede que nosotros seamos los únicos habitantes del universo, pero el espacio y el tiempo son enormes, así que por baja que sea la probabilidad es posible que haya ocurrido en otros planetas. La intensa exploración de Marte obedece a nuestro interés por saber si la vida emergió en otro planeta y el reciente hallazgo de agua en estado líquido bajo la superficie de uno de sus polos alimenta las expectativas en tal sentido. No sabemos cómo era la primera célula, pero la evidencia apunta a que muy temprano en la historia de la vida surgieron las «cianobacterias», o algas verdeazulosas, que produjeron el oxígeno que hoy abunda en la atmósfera del planeta. A medida que pasaba el tiempo, el ADN fue sufriendo modificaciones como resultado de copias imperfectas de sí mismo. Solo aquellas mutaciones que pudieron adaptarse mejor a las cambiantes condiciones ambientales fueron exitosas y lograron ser seleccionadas para seguir el camino de la evolución biológica hacia un mejor porvenir. Mediante este mecanismo de selección natural y azar, el ADN original dio lugar a sucesivas generaciones de células más favorecidas y a una rica biodiversidad que hoy habita el planeta Tierra en forma de bacterias unicelulares y de organismos multicelulares de mayor complejidad como plantas, hongos y animales. Algunos organismos multicelulares comenzaron a organizarse en unidades con funciones especializadas, entre las que destaca, especialmente, el cerebro. Construido con miles de millones de células llamadas neuronas, el cerebro coordina las funciones de los demás órganos de manera centralizada en animales que logran desplazarse, nutrirse y reproducirse en el planeta. Hace 200.000 años surgió una especie llamada Homo sapiens cuyo cerebro adquiriría un nivel de desarrollo tal que comenzó a hacerse preguntas sobre su entorno y sobre sí mismo. En este proceso, con la necesidad de defenderse de sus depredadores y asegurar su supervivencia, fue generando conocimientos y herramientas que le permitieron entender la naturaleza y tomar conciencia de sí mismo. En los últimos 400 años, el Homo sapiens desarrolló un instrumento llamado telescopio, que le permitió extender su mirada mucho más allá de su propio planeta. La conciencia del Homo sapiens le permitió superar su insignificante pequeñez física e investigar hasta lo más recóndito del universo, y en solo cuatro siglos ha logrado la monumental hazaña de reconstruir la biografía del universo. Somos lo más sofisticado y complejo que el universo ha fabricado en 13.800 millones de años. A través de nosotros, el universo ha logrado mirarse a sí mismo. No es descabellado pensar que el surgimiento del ADN solo haya ocurrido en este pequeño planeta llamado Tierra y la especie a la que pertenecemos sea la única que haya logrado desarrollar la conciencia en esta larga historia evolutiva, en cuyo caso los seres humanos seríamos la propia conciencia del universo. Si esta hipótesis es cierta, y no logramos superar las amenazas que le estamos infringiendo a nuestro propio hábitat, nuestra tragedia podría ser la del mismo universo, a menos que la evolución conduzca a otra especie con conciencia en nuestro planeta. ¿Será suficientemente sabio el Homo sapiens para lograr proyectar su existencia? Quizás esta pregunta no tenga ningún sentido. Recordemos que las teorías que hemos construido son solo representaciones del universo en nuestras mentes. Esto nos lleva a una pregunta fundamental: ¿existe el universo en realidad o es solo una ilusión de nuestra conciencia? Ficha técnica: Título: El universo en expansión. Desde el Big Bang al Homo Sapiens Autor: Mario Hamuy Sello: Debate N° de páginas: 128 PVP: $10.000
Comentarios
Sabía ud que... EN LOS CARRETES DE LOS ZANCUDOS SIEMPRE HAY ALGO PA PICAR. -------------------------------- Sabía ud que... HAY PERSONAS TAN MALÉFICAS QUE SON EL SEXO DEVIL. -------------------------------- Sabía ud que... CUANDO HANNIBAL LECTER LEE UN LIBRO DE COCINA, PARTE POR EL ÍNDICE. -------------------------------- Sabía ud que... LOS MÁS SUPERSTICIOSOS SON LOS CARPINTEROS PORQUE ESTÁN TODO EL DÍA TOCANDO MADERA. -------------------------------- Sabía ud que... A VECES CANTO ODAS, OTRAS VECES SOLO ALGUNOS MINUTOS. --------------------------------