Utilizamos cookies propias y de terceros para mejorar nuestros servicios y facilitarte el uso de la web mediante el análisis de tus preferencias de navegación. También compartimos la información sobre el tráfico por nuestra web a los medios sociales y de publicidad con los que colaboramos. Si continúas navegando, consideramos que aceptas nuestra Política de cookies .

Memento mori cósmico

Un viaje científico y humanista hacia la eterna pregunta sobre la muerte del universo.

HASTA EL FINAL DEL TIEMPO
MENTE, MATERIA Y NUESTRA BÚSQUEDA DE SIGNIFICADO EN UN UNIVERSO EN EVOLUCIÓN
Brian Greene
Crítica, 2020
512 págs.

 

La termodinámica, surgida del estudio de las máquinas térmicas de la Revolución Industrial, abrió en la segunda mitad del siglo XIX una nueva perspectiva al universo. Su primera ley, que establece la conservación de la energía, condujo a los primeros intentos de explicar la luminosidad de las estrellas como resultado de la transformación en calor de algún tipo de energía mecánica, ya procediera esta del bombardeo de meteoritos o de la contracción del astro bajo su propia gravedad. Las deficiencias de estos mecanismos indicaron pronto que debía existir otra fuente de energía. Esta, sin embargo, permaneció sin precisar hasta el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX.

Por su parte, la segunda ley de la termodinámica afirma que el calor fluye de los cuerpos calientes a los fríos hasta igualar sus temperaturas. Rudolf Clausius formalizó este hecho introduciendo una nueva cantidad física, la entropía, cuyo valor en un sistema que no intercambia energía o materia con el entorno nunca decrece. Tal y como Ludwig Boltzmann demostraría poco después, la entropía en realidad mide el desorden del sistema; es decir, nuestra ignorancia sobre los detalles microscópicos que lo caracterizan.

Con esta ley en la mano, la nueva imagen termodinámica del universo apuntaba a que este se habría originado en algún momento del pasado en un estado con entropía relativamente baja. Dicha cantidad habría ido creciendo desde entonces, y lo haría hasta alcanzar, en un futuro lejano, un valor máximo. Ese estado final predicho por la segunda ley encerraba, sin embargo, algunos aspectos inquietantes. Una vez alcanzado, la temperatura del universo sería homogénea y todos los flujos de energía cesarían. El cosmos acabaría sus días como un lugar frío y desolado, en el que todos los procesos térmicos, químicos y biológicos se habrían detenido. Clausius describió dicho estado como «la muerte térmica del universo».

Esta imagen fue complementada por la cosmología del siglo XX, en la que el universo en expansión evoluciona desde una gran explosión a muy alta temperatura hacia un estado de desorden máximo, en el que la materia acabará infinitamente diluida. Pero, si el desorden aumenta constantemente, ¿cómo es posible que a partir de una sopa de partículas elementales se generen estructuras tan ordenadas como las estrellas, las galaxias y, en último término, el cerebro humano?

Esta es una de las preguntas a las que Brian Greene intenta responder en Hasta el final del tiempo, una obra que difiere de sus anteriores libros en que va más allá de la mera divulgación científica para convertirse en un ejercicio de divulgación programática. Greene se propone construir una gran narrativa de la historia del universo, desde su origen en la gran explosión hasta los diversos escenarios que podrían describir su final, la mayoría de los cuales empequeñecen hasta lo insólito a la muerte térmica de la física decimonónica. Lo interesante de este viaje es que no se restringe a una explicación de las leyes físicas que gobiernan el universo, que sería lo habitual en casi cualquier otra obra de divulgación. Antes bien, trata asimismo de entender cómo estas leyes pueden dar lugar a «conglomerados de partículas» que no solo extraigan energía del medio para llevar a cabo un amplio abanico de funciones —la autorreplicación entre ellas—, sino que desarrollen consciencia de sí mismos y se conviertan, en último término, en generadores de cultura.

Volviendo a la pregunta de cómo un universo empeñado en maximizar el desorden puede dar lugar a estructuras ordenadas, Greene nos muestra que este orden emergente no es más que una estrategia del segundo principio de la termodinámica. La gravedad produce el colapso de las nubes de gas para dar lugar a las estrellas, las cuales no son sino estructuras ordenadas que «bombean» más entropía al entorno de la que absorben en su interior al sintetizar elementos químicos mediante fusión nuclear. El resultado es un aumento de la entropía total del universo, en consonancia con lo decretado por el segundo principio, si bien ese aumento tiene lugar a costa de una reducción local de dicha cantidad.

Esa estrategia opera también en los organismos vivos, que mantienen su entropía bajo control al precio de aumentar la de su entorno. Pero, a este nivel, aparece además un segundo mecanismo, uno que gobierna la evolución de las estructuras biológicas: la selección natural de aquellas modificaciones que, generadas por fallos en la autorreplicación, resulten ventajosas en un entorno concreto.

Tanto a pequeña como a gran escala, el éxito de este «baile entrópico en dos tiempos», por usar la expresión de Greene, radica en el carácter efímero de las estructuras ordenadas a las que da lugar. Tarde o temprano, la segunda ley acaba siempre por conquistar los últimos reductos del orden: las estrellas dejan de radiar energía y los seres vivos mueren. Pero, en un universo eterno, esa transitoriedad va más allá de las estructuras ordenadas: afecta a la materia y al mismo vacío.

Según el modelo estándar de la física de partículas, el protón es estable, al menos en la escala de tiempo de la edad del universo (los algo más de 1010 años transcurridos desde la gran explosión). Sin embargo, la mayoría de los modelos que extienden el modelo estándar predicen la desintegración del protón en escalas del orden de 1038 años. Incluso en el contexto del propio modelo estándar, existen mecanismos que hacen que el protón sea inestable, aunque su vida sería notablemente más larga, de unos 10150 años. La conclusión más plausible es, por tanto, que tarde o temprano los protones acabarán por desaparecer, lo que destruirá los átomos que constituyen la materia ordinaria.

Más aún: el propio vacío, cuyas propiedades están determinadas por el valor del campo de Higgs, que da masa a las partículas elementales, también sería inestable. Debido al efecto túnel cuántico, el valor de este campo puede cambiar localmente, lo que provocaría la aparición de «burbujas» en cuyo interior las partículas tendrían masas diferentes a las conocidas. Al crecer, esas burbujas engullirían regiones cada vez mayores del universo. Es incierto cuándo podría ocurrir esto, pero los cálculos permiten aventurar escalas de tiempo entre los 10102 y los 10359 años.

Extinguidas las estrellas y evaporados los últimos agujeros negros, el futuro más plausible del universo es el de un espacio prácticamente vacío en expansión acelerada. Sin embargo, la interpretación de Boltzmann de la entropía implica que el segundo principio de la termodinámica es una ley estadística que permite excepciones. Un sistema puede disminuir su entropía de forma apreciable, solo que la probabilidad de que eso ocurra es tan diminuta que sería necesario esperar eones para verlo. Como consecuencia, nos explica Greene, podría haber regiones del universo que «resucitasen» de la muerte térmica, iniciando un nuevo ciclo de generación de estructuras ordenadas y efímeras. Una situación particularmente exótica sería que la radiación procedente del horizonte de sucesos de un universo en expansión acelerada formara espontáneamente estructuras pensantes, conocidas en la terminología científica como «cerebros de Boltzmann». Los tiempos necesarios para que esto ocurriera están más allá de cualquier intuición humana: 10 elevado a 1068 años. Aunque bien es cierto que esto importa poco en un universo que tiene, literalmente, toda la eternidad por delante.

El viaje que nos propone Greene comienza y concluye en la física, pero sus etapas pasan por la biología, la neurociencia, la antropología y la filosofía, entre otras disciplinas. El libro discute el origen de la consciencia y el lenguaje, o de qué manera actividades que consideramos intrínsecamente humanas, como la ciencia, el arte —en todas sus manifestaciones— y la religión, podrían explicarse en función de las ventajas evolutivas que aportan. También si existe algún sentido en que pueda afirmarse que un conjunto de partículas gobernadas por leyes naturales precisas goza de libre albedrío. Todo ello desde un punto de vista que podríamos calificar de «reduccionismo moderado», en el que, admitiendo como premisa ontológica que todo se reduce a partículas gobernadas por leyes físicas, acepta la utilidad de diferentes lenguajes para entender y apreciar la realidad en sus diversos niveles.

La conclusión filosófica a la que nos conduce esta obra de Greene es la de que el ser humano está «arrojado» a un mundo en el que no solo los individuos o las sociedades son efímeros (lo que podríamos llamar la versión «clásica» del problema filosófico de la transitoriedad), sino que el mismo universo que habitamos también lo es. Este hecho nos despoja de cualquier sustituto de la inmortalidad personal que pudiéramos buscar en la progenie biológica o intelectual. Semejante memento mori cósmico actualiza profundas cuestiones existenciales, ya que nos enfrenta a un nivel superior, y en su máxima crudeza, con nuestra condición singularmente humana de seres en el tiempo. Otro de los elementos que da a Hasta el final del tiempo el carácter de divulgación programática es que, junto a los temas científicos concretos que se desarrollan en sus páginas, hay una cuestión que lo recorre: cómo vivir esta condición existencial o, en palabras del autor, dónde radica «la nobleza de ser».

A pesar de la tan discutida división entre las «dos culturas» que Charles P. Snow popularizó con su famosa conferencia del mismo título en la Universidad de Cambridge en 1959, es relativamente frecuente encontrar en el científico una tentación humanista latente. Brian Greene se ha entregado a ella en Hasta el final del tiempo. El resultado es, sin duda alguna, digno de elogio. Se trata de un libro brillante que embarca al lector en un inigualable recorrido de aprendizaje y reflexión, y que se deja apreciar a múltiples niveles gracias a las cuidadosas anotaciones al texto. Una obra, en definitiva, muy recomendable para todo público con inquietudes en ambas culturas.

Puedes obtener el artículo en...

Los boletines de Investigación y Ciencia

Elige qué contenidos quieres recibir.