Polvo de estrellas eres…

  • Lorenzo Diaz Cruz
Las estrellas mueren y de sus cenizas resurge la vida. Amén

Hemos entrado al tercer año de la pandemia y parece que por fin se nos presenta la oportunidad de celebrar la Semana Santa con actividades presenciales, como antes, como hace tres años o un siglo. Al mirar las cifras a la baja de contagios, enfermos internados y decesos, pensamos que existe una mejor perspectiva para el control del Covid. Para unos, esta semana seguirá siendo una oportunidad para tomar el descanso del primer trimestre del año, o incluso aprovechar los días de asueto para salir de vacaciones, a la playa o el pueblo mágico de nuestra predilección. Para otras personas, con sentimientos religiosos más profundos, puede ser una oportunidad de recogimiento, para recrear la pena y alegría asociadas con la muerte y resurrección de la figura mayor del Cristianismo.

En el caso de los científicos, es posible que para algunos sea tan solo una fecha más, sobre todo en las sociedades que profesan una religión diferente, como el protestantismo o en los países orientales. Para algunos científicos, que crecimos bajo las prédicas del Cristianismo, que luego elegimos mirar con un ojo más escéptico la fe religiosa, estas fechas no dejan de tener ciertas resonancias espirituales, aunque ya no sea para participar en la celebración religiosa, pero si para motivarnos a reflexionar sobre cuestiones más trascendentes.

En lo personal, puedo decir que desde siempre me impresionó la frase asociada con el Miércoles de Ceniza: “Polvo eres y en polvo te convertirás”. Una frase poderosa que nos enseña que estamos hechos de polvo, que en cierto sentido apenas somos arena, lodo, hojas, carne. Pero somos más, dirán algunos, y claro que sí, afirmamos. Somos también una estructura celular, una complejidad emergente, un conjunto de relaciones y convenciones, una masa neuronal en la que caben la belleza, los deseos, el arte, el dolor, la bondad, el ego. Y no está de más recordar que al final del ciclo de la vida, volvemos a ser ese polvo humilde, forma y esencia mínima, como nos recuerda el poema de Ernesto Cardenal:

“De estos cines, Claudia, de estas fiestas
de estas carreras de caballos,
no quedará nada para la posteridad …”

Pero, ¿qué nos dice esta frase de “polvo eres” a los físicos, a quienes nos dedicamos a estudiar la estructura de la materia y la evolución del cosmos?

Cuando escucho esa frase, y estoy en modo ciencia, mis pensamientos me llevan a recordar que nuestro cuerpo, como las plantas y los animales, está hecho de átomos, de carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, principalmente. ¿Y de dónde vienen esos átomos? ¿Han existido desde siempre o surgen de algún proceso físico?

Lo que nos dice la Cosmología, es que, en el origen del universo, durante los primeros minutos del Big Bang, se formaron los elementos más ligeros, Hidrógeno, Helio, Litio, a lo más. Y luego, ¿de donde vienen el resto de los más de cien elementos que forman la tabla periódica ordenada primero por el científico del ruso Mendeleyev? Se ha estudiado y se sabe que, los elementos más pesados se forman en el interior de las estrellas, como productos asociados con las reacciones de fusión nuclear que las mantienen encendidas. En esas reacciones la materia ligera se convierte en energía, haciendo realidad la fórmula más famosa de la física, E=mc^2, que nos legó el gran Albert Einstein.  Como subproducto de esas reacciones nucleares se forman los elementos pesados, como los que se necesitan para que se forme la vida, al menos como la conocemos en la tierra.

Cuando las estrellas agotan su combustible, hidrógeno y helio principalmente, mueren. Y la muerte de la estrella puede ser oscura o espectacular, dependiendo de su masa. En algunos casos, la estrella se contrae, y se queda como una enana blanca, en otros casos la enana absorbe material de una estrella compañera y alcanza una masa crítica, equivalente a 1,4 masas solares, lo que desencadena una explosión cuya luminosidad es característica y da lugar a lo que se conoce como una supernova. La explosión estelar permite que se riegue ese abono nuclear por el vecindario galáctico, para luego, después de millones de años, caer sobre algún planeta azul, con suficiente agua y las condiciones apropiadas para la formación de las moléculas esenciales para la vida.

Polvo de estrellas somos, pues. Pero hay más materia y energía en el universo, algo que reforzaría aquella frase que leímos con Hamlet:

“Hay más cosas en el cielo y en la tierra, Horacio, de los que  han sido soñadas en tu filosofía.”

Por otra parte, en la Biblia, el libro que sustenta las creencias judeo-cristianas, nos dice que los seres humanos fuimos hechos a imagen y semejanza de la figura divina. Si eso fuera así, entonces parecería que hay un desperdicio de componentes del cosmos. Pues nuestro conocimiento actual sobre la composición del mismo, nos dice que el universo contiene apenas un 5 por ciento de materia ordinaria, similar a la que forma nuestro cuerpo.

Cabe mencionar que los átomos están formados de electrones y núcleos, y esos núcleos están formados de protones y neutrones. A su vez, los protones y neutrones están hechos de quarks, mientras que el electrón es uno de los llamados leptones. Estos tabiques fundamentales de la materia ordinaria, y sus interacciones son descritos por una teoría formidable, que se conoce como la “Teoría Estándar”, un nombre muy modesto para un aparato matemático-conceptual que nos permite explicar una multitud de fenómenos y datos experimentales. 

Por otra parte, las medidas actuales apuntan a que en realidad el universo está dominado por otras dos componentes exóticas, llamadas energía y materia oscura. Sabemos que debe existir la materia oscura, por sus efectos gravitacionales que afectan las llamadas curvas de rotación de las estrellas dentro de una galaxia. Las estrellas van girando muy rápido, algo que no se explica con el efecto de la materia brillante o visible que aparentemente contiene la galaxia. Debe existir más materia, que no brilla, que es neutra, pero que tiene masa y afecta las trayectorias de las estrellas.  Por su parte, la energía oscura se asocia con la aceleración de la expansión del universo, es como si el mismo vacío produjera una fuerza de repulsión entre las galaxias, que se están alejando por todo el universo.

No parece aceptable que ese supuesto dios, esté hecho de los mismo que nosotros, porque entonces habría un desperdicio de la materia y energía oscura. Sin embargo, todavía desconocemos la naturaleza de la materia y energía oscura a un nivel más profundo. Pero así ha sido siempre la evolución de las teorías, hemos aprendido que nuestro conocimiento es provisional, es una estación en un trayecto que se guía por los datos, la experiencia, el razonamiento, y ese proceso constante mediante el cual interrogamos a la naturaleza es lo que llamamos ciencia.

“Toda teoría comienza como una herejía, y termina como un prejuicio”, afirmó Einstein para ilustrar este proceso de creación del conocimiento.

La ciencia avanza hacia lo desconocido, trata primero de explicar un nuevo fenómeno en términos de lo que ya sabemos, o bien para crear nuevos conocimientos que puedan superar los supuestos en los que basamos las teorías actuales.

 “Gris es toda teoría, verde el árbol de oro de la vida”, nos dijo Goethe, para animarnos a seguir escudriñando en la naturaleza, en la búsqueda de un orden subyacente, una simetría profunda. O bien, para entender ese paso que permite que surja un mundo ordenado y comprensible a partir del caos, del desorden, de un infierno que se enfría.

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Lorenzo Diaz Cruz

Doctor en Física (Universidad de Michigan). Premio Estatal Puebla de Ciencia y Tecnología (2009); ganador de la Medalla de la DPyC-SMF en 2023 por su trayectoria en Física de Altas Energías. Miembro del SNI, Nivel lll. Estudios en temas de educación en el Seminario CIDE-Yale de Alto Nivel (2016).