El origen y fin del Universo, la Revolución Científica del siglo XVII y la Fe.
Hace unos días, quedamos para tomar algo un grupo de amigos de los de toda la vida, cosa que repetimos con alguna regularidad, constituyendo para mí, una de las reuniones más agradables a las que asisto.
Ya mediada la tertulia, salió el tema de la fe, Dios, el Universo y otros temas de este calado, al hablar uno de nosotros del libro Dios. La ciencia, Las Pruebas; El albor de una revolución de Michel Yves Bolloré y Oliver Bonnassies, y probablemente, dada nuestra provecta edad, quizá buscando la forma de hacer algún tipo de mérito, aunque sea reflexivo, de cara a la no muy lejana otra vida, que pudiera inquietar a alguno, o no.
A raíz de ahí, dos de nosotros -yo era uno, y el otro un amigo bastante leído- nos enzarzamos en una discusión sobre el origen y fin del Universo (de forma ya insufrible para los demás, ya que lo hacemos habitualmente sobre cualquier asunto), defendiendo yo la falta de demostración empírica de las teorías avanzadas sobre el asunto, y mi oponente dialéctico, su exactitud precisión y veracidad, aunque considerando que son teorías evolutivas, y por tanto cambiantes, aunque sin romper sus consideraciones básicas.
Al empezar a liarnos con las teorías sobre el origen del Universo -sin mentar las del fin-, recordé lo que supuso para el mundo, la Revolución Científica del siglo XVII con el cambio de paradigma, en donde se pasó, de las verdades imaginativas -más que las actuales sobre el Universo-, demostradas entonces imprecisas o directamente erróneas, que fueron ciertas durante muchos siglos y que terminaron con la Escolástica o el Geocentrismo, descubriendo la necesidad de la demostración empírica de las certezas para considerarlas tales.
Así pues, y para centrarme en el asunto, voy a tratar de resumir el cambio paradigmático que supuso la posibilidad de defender fehacientemente las verdades que de forma empírica se comenzaron a demostrar tras la Revolución Científica, y posteriormente, pasaré de puntillas sobre las últimas hipótesis NO DEMOSTRADAS, aunque aceptadas más o menos por unos y otros, sobre el origen y fin del Universo.
La Revolución Científica
Lo que escribo, se ha intentado sustentar en estudios académicos especializados, lo que permite fundamentar las afirmaciones expuestas. La revisión de textos clásicos y de investigaciones recientes, evidencia la continuidad y la transformación de las ideas a lo largo del tiempo, permitiendo comprender la complejidad de un proceso que, sin lugar a dudas, marcó un antes y un después en la historia del conocimiento humano.
En la interpretación del mundo y la naturaleza existían tres importantes tradiciones intelectuales:
El ORGANICISMO que explicaba el universo por analogía con el mundo de los seres vivos, el MAGICISMO, vinculado a las tradiciones pitagórica, neoplatónica, cabalística o hermética, que entendía la naturaleza como una obra de arte cuyas claves misteriosas debían ser desentrañadas a través de las matemáticas vinculadas a los números claves y al esoterismo, y el MECANICISMO que consideraba que el universo funcionaba como un reloj cuya exactitud se regía por leyes matemáticas; esta última sería la predominante entre los protagonistas de la Revolución Científica.
El siglo XVII constituyó una etapa de profundos cambios en el modo de comprender la naturaleza y el universo. Durante este período, se produjo una transformación en la metodología y en los fundamentos del saber, lo cual posibilitó la instauración del método científico como herramienta básica y necesaria para la investigación de la realidad.
La relevancia de la Revolución radicó en la identificación de un cambio paradigmático que, tras muchos años de consolidación del sacralizado pensamiento medieval basado en la autoridad y en la tradición, dio paso a un enfoque empírico y racional, característico de la modernidad.
En primer lugar, se establecerán los antecedentes históricos y culturales que permitieron el surgimiento de la Revolución Científica, analizando después, los factores que impulsaron este proceso, los nuevos métodos de investigación, la influencia de factores aparentemente exógenos a la misma como la situación geográfica en donde se inició, la religión y el lenguaje, las aportaciones de las figuras fundamentales de la época, así como las conclusiones y consecuencias que tuvieron en el ámbito intelectual, social y cultural; se pretende, de este modo, ofrecer un recorrido integral y coherente, que evidencie la trascendencia de la Revolución Científica, destacando su influencia en la configuración del pensamiento contemporáneo y en la consolidación de la ciencia como disciplina autónoma.
Tras la época de la consideración clásica de la teoría aristotélica del mundo sublunar y lunar, el primero situado en la región que estaba situada por debajo de la Luna, constituida por los cuatro elementos propuestos por Empédocles, y el segundo constituido por el resto de esferas superiores a las que el éter dotaba de inmutabilidad, consideración que se prolongó sacralizada hasta el siglo XVI, comenzó el cambio científico y conceptual con la hipótesis novedosa que propuso Nicolás Copérnico, en 1543, con su obra De revolutionibus orbium coelestium, según la cual, el Sol, y no la Tierra, ocupaba el centro del universo y a su alrededor giraban estrellas y planetas. Copérnico discutió las implicaciones filosóficas de la teoría propuesta, y elaboró un estudio basado en observaciones astronómicas plasmado en elaboraciones geométricas, que permitirían calcular las posiciones pasadas y futuras de las estrellas y planetas.
Es necesario señalar, que la crisis del siglo XVII que, con características similares tuvo lugar en los distintos reinos europeos, en cada país y en cada región, tuvo efectos diferentes. Es decir, no fue homogénea en toda Europa, aunque sí que aumentó las diferencias entre los Estados y entre los sectores económicos y sociales.
El auge económico del norte, facilitó la puesta en marcha de la primera fase de la Revolución Científica, que estuvo enfocada a la recuperación del conocimiento de los antiguos, y que pudiera denominarse de Renacimiento Científico, que pudo llegar a su punto álgido con la publicación de Galileo del ensayo Diálogos sobre los dos máximos sistemas del mundo en 1632. La culminación de la Revolución Científica puede considerarse alcanzada con la publicación en 1687 de Philosophiae naturalis principia mathematica de Isaac Newton, que formuló las leyes del movimiento y de la gravitación universal. El final del siglo XVII se consideró una época de crisis de la conciencia europea, abriendo la puerta al siglo XVIII, el Siglo de las luces o de la Ilustración, que es cuando se logró la culminación de la Revolución Científica.
El surgimiento de la Revolución Científica no puede considerarse un fenómeno aislado, sino el resultado de una larga serie de procesos históricos y culturales que, a partir del Renacimiento, propiciaron un ambiente adecuado para el cambio. Durante la Edad Media, el conocimiento, se encontraba estrechamente vinculado a la tradición aristotélica y a la doctrina eclesiástica, lo que restringía la posibilidad de innovar y de cuestionar los fundamentos establecidos. Sin embargo, el redescubrimiento de las obras clásicas y el auge del humanismo, abrieron nuevas perspectivas y posibilitaron el pensamiento crítico en todo su valor.
El Renacimiento implicó una revalorización de la antigüedad grecolatina, en la que se rescataron textos y conocimientos que habían sido relegados en el periodo medieval. Este resurgir de la cultura clásica propició el cuestionamiento de muchos dogmas establecidos y estimuló el interés por el estudio empírico de la naturaleza. La invención de la imprenta y la consecuente difusión de los saberes, a partir de ahora más trasnacional, fueron factores determinantes en la transformación del conocimiento, pues permitieron que las ideas innovadoras circularan más rápidamente entre la comunidad intelectual europea. El protestantismo del norte fue un impulso adicional para descubrir nuevos caminos que la Iglesia católica tenía cerrados desde hacía siglos.
Asimismo, el descubrimiento de nuevos mundos y el contacto con culturas ajenas al universo europeo, ampliaron los horizontes culturales, lo que obligó a replantear el entendimiento del mundo, y a cuestionar la visión centralizada y teocéntrica del Universo.
La apertura comercial y el intercambio de conocimientos con otras civilizaciones, contribuyeron además a la consolidación de una mentalidad más abierta y dispuesta a someter las ideas a la experiencia y a la observación directa.
La transición hacia el pensamiento moderno se vio favorecida por la convergencia de la recuperación de las fuentes clásicas con la invención de nuevos instrumentos técnicos de observación, y la consolidación de una actitud crítica frente a la autoridad tradicional. Estas condiciones sentaron las bases de un cambio de paradigma, que culminaría en la formulación del método científico, y en el abandono paulatino de los sistemas de pensamiento medievales.
El análisis de estos antecedentes, demuestra que la Revolución Científica fue creciendo como el resultado de una evolución gradual del conocimiento, en la que convergieron factores culturales, tecnológicos y epistemológicos. El paso de una concepción del universo basada en la fe y en la autoridad, a una visión fundamentada en la razón y en la observación empírica, constituyó sin duda, uno de los hitos más relevantes de la historia intelectual de Occidente.
Al tratar de los factores que impulsaron la Revolución Científica, podrá advertirse que fueron varios los elementos que contribuyeron a la consolidación del cambio epistemológico en el siglo XVII. entre ellos resultaron fundamentales, la ruptura con el pensamiento escolástico, la innovación en la tecnología, la aparición de nuevos métodos de investigación y la transformación del contexto político y social con la religión como parte importante del mismo, y en un ámbito lateral circunscrito al espacio británico y de las Provincias Unidas, señalar que el ambiente del cambio político británico, con la República y el Protectorado de Cromwell y el parlamentarismo, al igual que el de las Provincias Unidas con su independencia, fueron un perfecto caldo de cultivo para el desarrollo de la Revolución Científica y del pensamiento político, con la publicación de las obras de Hobbes, Milton, Harrington u otros.
La rigidez del sistema escolástico, que había dominado la interpretación del mundo durante siglos, se vio confrontada por el resurgir de las ideas renacentistas. La imposibilidad de explicar ciertos fenómenos naturales mediante las doctrinas heredadas, impulsó a la búsqueda de nuevas explicaciones basadas en la observación directa y en el razonamiento lógico. La insatisfacción con las respuestas tradicionales, impulsó la formulación de hipótesis, que, sometidas a la comprobación empírica, señalaron el camino hacia una nueva vía para el conocimiento.
Las innovaciones tecnológicas desempeñaron un papel decisivo en el proceso revolucionario. La invención y el perfeccionamiento de instrumentos como el Telescopio (Galileo Galilei, 1609) que permitió las observaciones astronómicas que refutaron el geocentrismo, el Microscopio (Antonie van Leeuwenhoek, finales del siglo XVII) que facilitó el estudio de microorganismos y células, revolucionando la biología, el Barómetro (Evangelista Torricelli, 1643), fundamental para la comprensión de la presión atmosférica, el Termómetro (Galileo y posteriormente Fahrenheit y Celsius), que mejoró la medición precisa de la temperatura, la Regla de cálculo (Edmund Gunter, 1620), herramienta matemática para cálculos logarítmicos, el Reloj de péndulo (Christiaan Huygens, 1656), crucial para la astronomía y la navegación, la Imprenta mejorada (siglo XV, Gutenberg), que permitió la difusión de libros científicos, las Tablas Astronómicas mejoradas (Johannes Kepler) que predecían los movimientos planetarios con precisión, apoyando el heliocentrismo, y tantos otros descubrimientos, posibilitaron la observación de aspectos del Universo que hasta entonces se encontraban fuera del alcance de la percepción humana. La utilización de estos aparatos permitió, por ejemplo, la identificación de Júpiter o la revelación de la complejidad estructural de organismos vivos, lo que cuestionó las nociones previamente aceptadas sobre el cosmos y la naturaleza. La precisión de estas nuevas herramientas, evidenció la necesidad de revisar los modelos explicativos tradicionales y de desarrollar teorías fundamentadas en datos observables y contrastados.
Estos avances no solo facilitaron descubrimientos en astronomía, física y biología, sino que también transformaron la forma en que se producía y validaba el conocimiento en general.
La aparición y evolución de nuevos métodos de investigación fueron en realidad la auténtica revolución de este periodo, que condujo a la consolidación del método científico. Pensadores como Francis Bacon –Novum Organum (1620)- propusieron la importancia de la experimentación y la inducción para v sobre el funcionamiento del mundo; la sistematización de la observación, la formulación de hipótesis y la verificación a través de experimentos controlados, permitieron que el conocimiento se construyera de forma progresiva y acumulativa, en contraposición a la mera recepción de saberes dictados por la autoridad de textos antiguos o de la concepción político/religiosa. Este método, se convirtió en la piedra angular de la ciencia moderna, estableciendo un criterio de objetividad y rigor que se extendió a lo largo de los siglos.
Junto a la corriente de renovación científica empirista de Galileo -nacida en Inglaterra-, Locke, o Kepler, surgió la racionalista de Descartes -tendencia continental-. Se pasaba de la escolástica medieval, basada en la autoridad de los textos antiguos de Aristóteles o Ptolomeo, al razonamiento deductivo y a una metodología empírica y experimental. En el siglo XVII, pensadores como Galileo Galilei señalaron la importancia de la observación empírica y el experimento controlado como base para el conocimiento.
Descartes y el racionalismo defendían que la geometría era el ideal de todas las ciencias y también de la filosofía, asegurando que solo mediante la razón se podían descubrir ciertas verdades universales, sin embargo, los empiristas, introdujeron la experimentación sistemática y el uso de instrumentos para validar hipótesis, sin despreciar lo proporcionado por la razón.
René Descartes, en Discurso del método (1637), promovió el método cartesiano, basado en la duda metódica y el uso de las matemáticas para describir la naturaleza.
Isaac Newton, sintetizó en su obra en 1687, las leyes del movimiento y la gravitación universal, usando un método matemático riguroso.
El método científico en definitiva fue una combinación de observación, experimentación y modelización matemática.
El contexto político y social de la época -en continua transformación-, también favoreció el avance del pensamiento científico; el fortalecimiento de los Estados y el aumento de la riqueza y la centralización del poder, sobre todo en el norte europeo, facilitaron el patrocinio de investigaciones y el establecimiento de Academias y Sociedades Científicas, ya que las Universidades en general, fueron refractarias a las nuevas teorías, y exceptuando algunos casos como el de Newton o Galileo, no permitieron tener espacios científicos para la investigación.
El mecenazgo, tanto por parte de la nobleza como de los monarcas, permitió que los investigadores contaran con los recursos necesarios para desarrollar sus estudios. De igual forma, la gradual secularización de la sociedad propició un ambiente menos restrictivo y hostil para la exploración intelectual, lo que contribuyó a la emancipación de la ciencia de las limitaciones impuestas por la doctrina religiosa.
Es necesario aquí, tratar el tema de la religión y las luchas derivadas de la Reforma protestante y la Contrarreforma católica, ya que la Revolución Científica se desarrolló en un contexto de profundos cambios religiosos y políticos. El Concilio de Trento (1545-1563), convocado por la Iglesia Católica en respuesta a la Reforma de Lutero, tuvo un impacto significativo en la ciencia, tanto limitándola como estimulándola en ciertos aspectos.
También, es necesario estudiar el cambio de liderazgo económico del Mediterráneo a Las Provincias Unidas e Inglaterra, ya que fue otro factor básico de la Revolución Científica que comenzó en estos territorios.
El Concilio de Trento reafirmó la autoridad de la Iglesia en la interpretación de la Biblia y la teología, lo que tuvo varias consecuencias para el desarrollo científico, limitándolo mediante el refuerzo de la censura, estableciendo el Índice de Libros Prohibidos (Index Librorum Prohibitorum), que censuraba obras consideradas contrarias a la doctrina católica, incluyendo textos científicos; Galileo Galilei, fue condenado por la Inquisición en 1633, por su defensa del heliocentrismo de Copérnico, que contradecía la interpretación bíblica tradicional. También actuó negativamente mediante el control de la educación, especialmente sobre las universidades, restringiendo la enseñanza de teorías que contradijeran la doctrina católica. Las universidades católicas continuaron defendiendo el aristotelismo, rechazando el empirismo y el método experimental.
También a veces, la Iglesia actuó como impulsora de la Revolución Científica mediante el patrocinio de instituciones científicas como en el caso de la Compañía de Jesús, que promovió estudios matemáticos y astronómicos en sus colegios. Así mismo, la Iglesia católica promovió investigaciones astronómicas para corregir el calendario juliano, desarrollando el calendario gregoriano en 1582, basado en cálculos de astrónomos jesuitas, patrocinando también a algunos científicos, que justificaran sus investigaciones en la idea de descubrir el diseño divino del universo.
La Reforma Protestante cuestionó la autoridad de la Iglesia Católica, promoviendo el libre acceso al conocimiento, fomentando la lectura y el pensamiento crítico e impulsando la alfabetización con la lectura de la Biblia en lenguas vernáculas, ayudando de este modo a difundir el pensamiento científico. En territorios protestantes hubo menos censura, y en países como Inglaterra o las Provincias Unidas de mayoría protestante, aprovecharon las menores restricciones, para la publicación de textos científicos, lo que favoreció la expansión de nuevas ideas.
Es importante también señalar que el lenguaje de la ciencia fue experimentando un cambio fundamental. Antes de este período, el conocimiento se transmitía principalmente en latín, la lengua de la escolástica medieval, accesible solo a una élite académica y clerical. Sin embargo, con el avance de la ciencia moderna, surgió un cambio hacia el uso de lenguas vernáculas como el inglés, el francés, el italiano y el alemán. Este cambio, tuvo como consecuencia importante la accesibilidad al conocimiento, ya que científicos como Galileo Galilei, René Descartes o Robert Boyle, entre otros, comenzaron a escribir en sus lenguas vernáculas, pudiendo entonces muchas más personas comprender y participar en el debate científico. Esto unido a la transnacionalización de la información, facilitó la difusión de ideas y fomentó una cultura científica más amplia. También, surgió la necesidad de un lenguaje más preciso y sistemático para describir fenómenos naturales; la instauración de términos técnicos en matemáticas, física y biología, permitieron una mayor claridad en la comunicación de descubrimientos. Por ejemplo, Isaac Newton estableció un vocabulario matemático riguroso en Principia Mathematica (1687), que, aunque escrito en latín, pronto sus conceptos fueron traducidos a lenguas vernáculas.
Esto ayudó a fomentar una mentalidad más racional y empírica en distintos sectores de la sociedad, contribuyendo a la aparición de la Ilustración y al desarrollo de la educación científica en Europa.
En otro orden de cosas, como se apuntaba ut supra, el cambio de liderazgo económico del Mediterráneo a los ingleses y neerlandeses, fue muy importante para la Revolución Científica. Se juntaron la nueva relativa libertad de pensamiento de los protestantes de Inglaterra y de Las Provincias Unidas con la riqueza derivada del comercio y de las manufacturas.
Los factores que intervinieron en el cambio de la centralidad económica del Mediterráneo al noroeste europeo, interconectados, pudieron ser entre otros:
El descubrimiento de nuevas rutas comerciales, abiertas por España y Portugal con Asia y América, la conquista de los otomanos de Constantinopla en 1453 con la consiguiente dificultad para venecianos y genoveses para comerciar por ese mar y por las rutas terrestres que del Mediterráneo oriental partían hacia oriente, redujeron la importancia del Mediterráneo, trasladando el comercio hacia las rutas atlánticas, donde primero portugueses y españoles, y posteriormente holandeses e ingleses, tuvieron el control.
A partir del siglo XVII, Inglaterra y Las Provincias Unidas superaron comercialmente a españoles y portugueses, gracias a su innovación financiera, a la disponibilidad de grandes flotas mercantes y al establecimiento de compañías comerciales como las Compañías Holandesas de las Indias Orientales en 1602 y Occidentales en 1623, y la Compañía Inglesa de las Indias Orientales en 1600. El modelo mercantilista incentivó la acumulación de riqueza a través del comercio exterior y la explotación de colonias, aunque la competencia por el control de rutas comerciales llevó a conflictos como la Guerra Anglo-Holandesa y la lucha por el dominio del comercio con Asia. La nueva riqueza generada, coadyuvó de manera determinante al desarrollo de la Revolución Científica.
Sirvan como ejemplos la creación de instituciones científicas en Inglaterra como la fundación de la Royal Society (1660) en Londres, que marcó un hito en la institucionalización de la ciencia, promoviendo el empirismo y el método experimental, la Universidad de Leiden (1575) en Las Provincias Unidas o la Academia de Ciencias de París (1666), que fomentaron la experimentación colectiva y la difusión de descubrimientos, además de otras instituciones que fueron fundamentales en la enseñanza y en la producción científica, atrayendo a figuras como René Descartes y Christiaan Huygens.
Por tanto, fue la combinación del establecimiento de instituciones científicas, la libertad intelectual, la fuerza económica y las figuras científicas surgidas al calor de la libertad y de los medios de investigación, los que convirtieron a Inglaterra y las Provincias Unidas en motores fundamentales de la Revolución Científica.
También es interesante señalar que, en el ámbito sobre todo cultural, aunque el Barroco y la Revolución Científica fueron coetáneos, los países en donde más fuerza tuvo el primero es donde menos se desarrolló la segunda y viceversa.
Se realizaron grandes avances en matemáticas (logaritmos, algebra, geometría, análisis infinitesimal y otros) y en consecuencia la Revolución Científica, transformó no solo la manera de abordar el conocimiento sino también, la estructura social y cultural de la época, y la instauración de un método científico riguroso y empírico, que posibilitó el surgimiento de una visión del universo fundamentada en principios universales y verificables. Las aportaciones de pensadores y científicos evidenciaron la diversidad de enfoques y la complementariedad de las ideas que, en conjunto, propiciaron la consolidación del paradigma moderno.
La Revolución Científica fue un proceso complejo y multifacético, cuyo alcance trascendió el ámbito de la ciencia, para afectar profundamente la estructura del pensamiento y de la sociedad. El proceso de transformación del pensamiento, que se plasmó en el surgimiento del método científico y en la consolidación de nuevos paradigmas explicativos, constituye la base sobre la que se ha edificado la ciencia moderna.
Como resumen, se puede afirmar que la Revolución Científica del siglo XVII marcó el inicio de una nueva era, en la que la razón, la observación y la experimentación, se erigieron como principios rectores para la generación de saberes. La trascendencia de este cambio, se evidencia en el legado metodológico y epistemológico que sirvió de base a la Revolución Industrial y que se mantiene vigente en la actualidad, configurando un modelo de investigación y de pensamiento que ha permitido a la humanidad avanzar en la comprensión de la realidad y en el desarrollo de tecnologías transformadoras; fue un punto de inflexión en la historia del pensamiento, cuya influencia se mantiene vigente en la configuración del mundo moderno.
Dicho esto, como apunté inicialmente, trataré de exponer algunas de las hipótesis manejadas en la actualidad, con mayor o menor aceptación y con mayor o menor acierto por mi parte sobre el origen y el final del o de los universos, pero para mí, que como se ha podido observar soy pro demostración empírica de lo que pudiera considerarse certeza, no son más que teorías sin confirmar científicamente, entre otras cosas, porque el concepto Universo pudiera desbordar a la Ciencia, pudiendo todas las teorías ser válidas, hasta la de la existencia de una civilización superior en otro Universo paralelo, en tiempo y espacio diferentes, y generatriz o no del nuestro.
La teoría más conocida sobre el origen del universo, se centra en un cataclismo cósmico sin igual en la historia: el Big Bang. Esta teoría surgió de la observación del alejamiento a gran velocidad de otras galaxias respecto de la nuestra -siempre el hombre ha gustado de considerarse el centro de todo- en todas direcciones, como si hubieran sido repelidas por una fortísima y primigenia fuerza explosiva.
Es la teoría científica más sólida o de mayor aceptación sobre el origen del Universo, que propone que se originó a partir de un estado inicial extremadamente denso y caliente, expandiéndose y enfriándose a través del tiempo.
Antes del Big Bang, según los científicos, la inmensidad del Universo observable, incluida toda su materia y radiación, estaba comprimida en una masa densa y caliente en tan solo unos pocos milímetros de dimensión volumétrica. Este estado enigmático, se especula que existió tan sólo una fracción del primer segundo del tiempo.
La teoría mantiene que, en un instante -una trillonésima parte de un segundo- tras el Big Bang, el universo se expandió con una velocidad incomprensible, desde su origen del tamaño de una nuez, a un alcance astronómico. La expansión aparentemente ha continuado, pero mucho más lenta, según algunos y más rápida según otros, durante los siguientes miles de millones de años
Las evidencias que respaldan la teoría del Big Bang pudieran ser:
Expansión del universo: las observaciones de galaxias que se alejan unas de otras a gran velocidad, son un elemento clave de la expansión.
Radiación cósmica de fondo: la detección de radiación cósmica de fondo (CMB), una forma de radiación que emana de todo el universo y es el remanente de la época en que el universo era muy joven, es otra evidencia sólida del Big Bang.
Abundancia de elementos: la proporción de elementos ligeros (hidrógeno y helio) en el universo, es acorde con la teoría del Big Bang, sobre cómo se formaron estos elementos en los primeros instantes, tras la explosión.
Formación de estructuras: la teoría del Big Bang explica cómo las imperfecciones en la densidad de la materia en los primeros momentos del universo, evolucionaron para formar las galaxias y las estructuras que vemos hoy en día.
Con el lanzamiento del telescopio espacial James Webb, la comunidad científica pretende obtener más datos sobre el origen del Universo. Con esta nueva herramienta en el espacio, los astrónomos pretenden buscar en el Universo, tanto en el espacio como en el tiempo, cosas inéditas, habiendo obtenido ya en 2023, observaciones que han permitido saber más sobre el pasado de su formación y evolución; tras solo un año operativo, las observaciones del JW desvelaron secretos sobre los primeros días de la historia galáctica. Al menos dos de las galaxias descubiertas están más alejadas que cualquier otra observada hasta esa fecha, y el telescopio detectó otra media docena, a la espera de confirmación.
La Agencia Espacial Europea anunció también que ya tenían pruebas de siete galaxias que serían las más antiguas conocidas hasta la fecha. Según los astrónomos, estas formaciones de estrellas datarían de 650 millones de años después del Big Bang, que las haría las galaxias más tempranas que se han podido confirmar espectroscópicamente. A primera vista, parece que el universo primitivo fue más pródigo en la formación de estrellas y galaxias de lo que los científicos habían previsto hace muy pocos años,
Stephen Hawking opinaba, que como ocurre con muchos otros misterios del cosmos, los científicos no pueden saber con exactitud el modo en que el Universo evolucionó tras el Big Bang. Muchos creen que, a medida que transcurría el tiempo y la materia se enfriaba, comenzaron a formarse tipos de átomos más diversos, y que estos finalmente se condensaron en las estrellas y galaxias de nuestro universo presente.
El término Big Bang fue usado por primera vez en 1949 por el astrofísico británico Fred Hoyle durante una transmisión de radio. Hoyle, que era defensor de la teoría del universo estacionario, utilizó el término Big Bang como una manera de burlarse de la teoría de la expansión del universo. En realidad, el origen de esta teoría hay que buscarlo en un sacerdote belga, de nombre George Lemaître, que sugirió por primera vez la teoría del Big Bang en la tercera década del siglo XX -1927-, cuando propuso que el universo comenzó a partir de un único átomo primigenio. Esta idea ganó empuje más tarde gracias a las observaciones de las galaxias de Edwin Hubble, alejándose de nosotros -volvemos al nosotros y no entre ellas- a gran velocidad en todas direcciones, y a partir del descubrimiento de la radiación cósmica de microondas de Arno Penzias y Robert Wilson.
El brillo de la radiación de fondo de microondas cósmicas, que puede encontrarse en todo el universo, se piensa que es un remanente tangible de los restos de luz del Big Bang. La radiación es similar a la que se utiliza para transmitir señales de televisión mediante antenas, pero se trata de la radiación más antigua conocida y puede guardar muchos secretos sobre los primeros momentos del universo.
La teoría del Big Bang deja muchas preguntas importantes sin respuesta. Una, puede ser la causa original del mismo Big Bang. Se han propuesto muchas respuestas para abordar esta pregunta fundamental, pero ninguna ha sido probada, como la naturaleza de la materia oscura y la energía oscura, que conforman la mayor parte del Universo, y la comprensión de los primeros momentos del universo antes de que la radiación cósmica de fondo se formara.
Hace casi un siglo, Albert Einstein -1879 a 1955-, buscó alternativas al modelo del Big Bang porque su desarrollo en el tiempo desde el comienzo, no le encajaba. A día de hoy, hay varias teorías sobre el origen del Universo en la literatura científica como la teoría del universo cíclico, la teoría de la inflación cósmica o la teoría de cuerdas y del multiverso.
La teoría del universo cíclico -del universo oscilante- propone que el universo experimenta una serie infinita de expansiones y contracciones (Big Bang y Big Crunch -se verá deorsum-), creando un ciclo continuo. A diferencia de la teoría del Big Bang, que sugiere que el universo nació de un punto singular y se expande continuamente, la teoría cíclica sugiere que cada expansión comienza con un Big Bang y termina con un Big Crunch, dando lugar a un nuevo Big Bang en el ciclo siguiente
La teoría de la inflación cósmica, ha sido una de las ideas más influyentes en la cosmología moderna. Fue propuesta para resolver varios problemas del modelo del Big Bang clásico, como la homogeneidad, la planitud y la ausencia de defectos topológicos.
La inflación cósmica postula que, una fracción de segundo después del Big Bang, el universo experimentó una expansión exponencial extremadamente rápida, mucho más veloz que la velocidad de la luz -lo cual no contradice la relatividad, ya que no se movía la materia, sino el propio espacio-tiempo-.
Fue propuesta por Alan Guth en 1981 y posteriormente mejorada por otros físicos como Andrei Linde, Andreas Albrecht, y Paul Steinhardt. Es una teoría ampliamente aceptada pero aún incompleta.
La teoría de cuerdas y la idea del multiverso son dos conceptos que provienen de la física teórica y la cosmología moderna. Aunque no son sinónimos, están conectados en algunos marcos teóricos, especialmente cuando se intenta unificar todas las fuerzas fundamentales del universo, incluida la gravedad, en una única teoría coherente.
La Teoría de Cuerdas propone que las partículas fundamentales -como electrones o quarks- no son puntos sin estructura, sino cuerdas unidimensionales vibrantes. Dependiendo de cómo vibren, estas cuerdas dan lugar a diferentes partículas con distintas masas y fuerzas, necesitando 10 o 11 dimensiones para ser matemáticamente consistente, propone que todas las fuerzas (gravedad incluida) surgen de la misma estructura fundamental e incluye gravedad cuántica, algo que otras teorías no logran incorporar adecuadamente.
El Multiverso es uno de los aspectos más controvertidos de la teoría de cuerdas y es que no considera un único Universo. El multiverso, en esencia, es una colección de universos que existen en paralelo y sugiere una enorme cantidad de posibles universos, cada uno con leyes físicas ligeramente distintas. Esto es lo que se conoce como el paisaje del multiverso de cuerdas.
Por ejemplo, el Multiverso tipo II surge de la inflación cósmica eterna. Diferentes regiones del espacio pueden expandirse y desinflarse con propiedades físicas distintas o el Multiverso tipo IV en el que todos los universos matemáticamente posibles existen en algún sentido.
Ni la teoría de cuerdas ni el multiverso son actualmente verificables experimentalmente, aunque en 2014, un equipo internacional de científicos detectaron ondas gravitacionales, deformaciones espacio-tiempo provocadas por el Big Bang, que sugieren que vivimos en realidad en un multiverso, es decir, un Universo con muchos universos. Estas ondas pudieran confirmar, las teorías sobre la inflación cósmica y la expansión exponencial que se produjo en una fracción de segundo después del de la gran explosión hace 13.800 millones de años.
También es importante señalar, que recientemente, el ex presidente del departamento de astronomía de la Universidad de Harvard, Avi Loeb, ha publicado en la revista Scientific American la teoría menos explorada de que nuestro Universo pueda haber sido creado en por una civilización más avanzada que la nuestra.
Entonces nos podemos preguntar ¿Qué hay más allá de los límites del Universo observable? ¿Es posible que nuestro Universo sea sólo uno de los muchos de un multiverso mucho mayor? A estas preguntas, sin lugar a dudas, la humanidad intentará responder.
Sobre el posible fin del Universo, también hay varias teorías:
La teoría del Big Crunch es una hipótesis cosmológica que propone un posible destino final del universo. Es una de las teorías que intenta explicar cómo podría terminar el universo, basándose en su actual expansión.
El Big Crunch plantea que la expansión del universo (iniciada por el Big Bang) no durará para siempre. En lugar de seguir expandiéndose indefinidamente, la gravedad, eventualmente, detendría la expansión y haría que todo el Universo comenzara a contraerse. Esta contracción acabaría colapsando todo en un punto extremadamente denso y caliente, un proceso inverso al Big Bang.
Podría tener varias etapas:
Expansión desacelerada: a medida que la expansión se ralentiza por la gravedad, las galaxias comienzan a acercarse.
Detención de la expansión: en un momento del tiempo, la expansión cesa completamente.
Contracción: la gravedad domina y el Universo comenzaría a encogerse.
Colapso final: toda la materia y energía del Universo se condensaría en un punto infinitamente denso y caliente, como en el estado inicial, antes del Big Bang.
Es condición necesaria para que ocurra el Big Crunch, que la densidad del Universo sea mayor que la densidad crítica, es decir, que haya suficiente materia oscura para frenar la expansión y que la energía oscura -que actualmente acelera la expansión- no sea dominante o cambie su comportamiento con el tiempo. El Big Bounce es un complemento alternativo para el Big Crunch, que podría ser seguido por un rebote, creando un nuevo universo en un ciclo cósmico continuo.
La teoría del Big Freeze -Gran Congelación- es uno de los posibles destinos finales del universo según los modelos cosmológicos actuales. Se basa en la idea de que el universo continuará expandiéndose indefinidamente hasta que alcance un estado de muerte térmica, en el cual la energía disponible para realizar trabajo se agote por completo.
La teoría parte de dos observaciones clave:
El universo se está expandiendo, y no sólo eso: la expansión se acelera, según los datos del fondo cósmico de microondas y la observación de supernovas lejanas.
La segunda ley de la termodinámica implica que la entropía del universo -su desorden- tiende a aumentar, lo que lleva a una distribución cada vez más uniforme de energía.
Según esta teoría las galaxias se alejarán cada vez más entre sí, hasta que muchas de ellas estén fuera del horizonte observable, la formación de nuevas estrellas cesará, ya que se acabarán los materiales -gas y polvo-necesarios, las estrellas existentes se apagarán una vez consuman su combustible, la materia colapsará en objetos degenerados como las enanas blancas, las estrellas de neutrones y los agujeros negros y finalmente, incluso los protones podrían desintegrarse, dejando un Universo compuesto únicamente por radiación y partículas subatómicas dispersas.
El resultado final sería una especie de muerte térmica, con temperaturas cerca del cero absoluto, sin gradientes de energía, lo cual implica que ningún proceso físico significativo podrá ocurrir y el Universo se convertirá en algo frío, oscuro y estático.
La teoría del Big Rip -Gran Desgarro- es una hipótesis cosmológica que describe un posible futuro del Universo en el que la expansión acelerada causada por la energía oscura termina desgarrando literalmente todas las estructuras del cosmos, desde cúmulos de galaxias hasta átomos.
Desde que Edwin Hubble descubrió en 1929 que el universo se expande, los cosmólogos han buscado entender cómo evoluciona esa expansión. En 1998, observaciones de supernovas lejanas mostraron que la expansión del universo no solo continúa, sino que se acelera, en contra de otras teorías anteriores que se deceleraba. Esta aceleración se atribuye a la llamada energía oscura*, que constituye aproximadamente el 70% del contenido del universo.
El Big Rip es un escenario propuesto en 2003 por el cosmólogo Robert R. Caldwell y sus colegas, basado en un tipo especial de energía oscura llamado energía fantasma.
Si la energía oscura aumenta con el tiempo, en lugar de ser constante como en la constante cosmológica de Einstein, su presión negativa se vuelve tan intensa que supera todas las fuerzas atractivas del universo. Como resultado, la expansión se vuelve tan acelerada que rompe primero las galaxias, luego los sistemas solares, luego los átomos y finalmente el espacio-tiempo.
*La Materia Oscura:
Es una forma de materia que no interactúa con la luz, por lo que no puede ser observada directamente, contribuye aproximadamente al 27% de la densidad de energía del Universo, se detecta por sus efectos gravitacionales sobre la materia visible y se cree que está compuesta por partículas no convencionales, como las partículas de interacción de débil masa.
*La Energía Oscura:
Es una fuerza repulsiva que impulsa la expansión acelerada del universo, contribuye aproximadamente al 70% de la densidad de energía del universo, su naturaleza sigue siendo un misterio y se cree que podría estar relacionada con una energía del vacío o una fuerza gravitacional repulsiva.
La principal diferencia entre la materia oscura y la energía oscura radica en su naturaleza: la materia oscura es una forma de materia, mientras que la energía oscura es una fuerza o tipo de energía.
Como conclusión, cabe pensar que es posible y casi necesario, ante la falta de certezas sobre nuestros orígenes o el fin del Universo, que busquemos la fe (el que no la tenga) -no solo la religiosa-, necesaria para la supervivencia de la raza humana, ya que las certezas universales podrían provocar el caos absoluto.
