A horcajadas en el Tiempo

Hacia el Primer Segundo
La broma de Gamow en el Physical Review era apropiada, puesto que en la carta al periódico presentaba una hipótesis sobre la creación
de los primeros elementos de la tabla periódica. Esbozaba el proceso según el cual los elementos fueron construidos mediante una rápida
captura de neutrones que se convertían en protones mediante desintegración beta. Este análisis usó la sección eficaz de captura de neutrones
de ~1 MeV de energía que se había dado a la publicidad al final de la Segunda Guerra Mundial, como un ejemplo del uso pacífico de las
investigaciones que se llevaron a cabo en Los Alamos, dentro del proyecto Manhattan. Gamow y Alpher pensaron que ésta había sido la manera
en la que habían sido creados todos los elementos químicos. El mecanismo que se daba consistía en que los neutrones y protones colisionaban,
se aglomeraban y eran reconfigurados para formar, primero, hidrógeno pesado (un neutrón más un protón) y luego tritio (dos neutrones más un
protón). En el siguiente paso, cuando uno de los neutrones del núcleo de tritio se descomponía en un protón y un electrón escapaba, el núcleo de
tritio se convertía en un isótopo de helio llamado helio–3. Ahora, si al helio-3 se le añade otro neutrón se produce el isótopo helio–4. Lo anterior,
se trata de una predicción teórica tan cierta que incluso su comprobación –en los diferentes pasos obligados y necesarios que da la ciencia en
sus procesos de investigaciones- ha llegado a concluir experimentalmente que los enunciados que daban por cierta la liberación de los quarks,
los componentes más pequeños de la materia, cuando los protones y neutrones se encuentran expuestos a elevadísimas temperaturas. Los
quarks liberados, junto a los gluones que los mantienen unidos, forman el estado de la materia que debió existir inmediatamente después del Big
Bang.
Lo que hemos descrito en el párrafo anterior corresponde a los primeros elementos de la tabla periódica que nos dio el nacimiento del
universo. Los elementos químicos más pesados fueron formados más tarde, en el interior de las estrellas. Pero en su trabajo teórico-matemático
a Gamow se le escapó un hecho importantísimo susceptible también de comprobación experimental: cálculos más afinados que los de Gamow,
predicen la existencia de un campo de radiación que baña el universo que es equivalente al generado por un cuerpo en equilibrio térmico que se
encontrara a una temperatura de unos 4° K. En 1948 Alpher y Robert Herman, colega de Alpher, corrigieron algunos errores en los cálculos de
Gamow e hicieron la primera estimación matemática de la temperatura del campo de la radiación cósmica del fondo, de unos 5° K.
La cantidad de elementos que predicen los cálculos de la
nucleosíntesis primordial depende drásticamente de la densidad
bariónica. El gráfico de la izquierda muestra las cantidades
relativas de Helio, Deuterio y Litio. La banda amarilla muestra el
rango que permiten las observaciones actuales. Ello, deja en
evidencia el extraordinario hecho de las coincidencias que se dan
entre la teoría y la observación. Esto implica -según la
indeterminación de la constante de Hubble- una densidad
bariónica en espacios del universo entre una centésima y seis
centésimas de lo estimado para la densidad crítica.
Pero esta cuestión del ylem ha resultado para los físicos cosmólogos una cuestión semejante a la alquimia: una sustancia es
transformada sucesivamente en otra. Desde los acontecimientos descritos por Gamow y Alpher a las elaboraciones de otros investigadores han
revelado que son acontecimientos consistentes con los que pudo haber sucedido en los primeros minutos de la expansión cósmica. Los procesos
que se han llegado a esbozar son –casi sin duda alguna- los que posteriormente dieron origen a la abundancia de hidrógeno y helio que
constituye un noventa y nueve por ciento de toda la materia del universo.
Gamow explicó también la distribución que puede observarse de las masas en el cielo. Durante el primer millón de años, expuso, la
radiación gobernó el universo. En esa época cósmica se había formado suficiente materia para que se volviera preeminente, y alrededor de 240
millones de años más tarde grandes expansiones de gas empezaron a condensarse. La masa de estas nubes de gas, calculó, era más o menos
equivalente a la de las galaxias de hoy.
Pese, como hemos dicho, a conocer experimentalmente el estado de la materia que pudo haber coexistido en la primera millonésima de
segundo durante el nacimiento del cosmos, algunos físicos prescinden de toda precaución e insisten en su propósito de captar la chispa que
encendió la mecha de donde surgió todo. Lo intentan invocando ideas sostenidas en sesudos ejercicios matemáticos, conceptos nuevos que ni
contradicen los datos experimentales ni cuentan con pruebas en qué apoyarse. Estas ideas incluyen espacios de once o más dimensiones,
«supersimetría» y teorías del gran campo unificado. Sólo algunos físicos creen que tales ideas sean totalmente válidas; no han sido probadas,
desde luego. Sin embargo, sí de esas ideas surgiera un cuadro racional del origen del cosmos tal vez pusiera fin a uno de los grandes capítulos
inconclusos de la ciencia de la física.
Por otra parte, no deja de resultar irónico que para comprender lo más grande que conocemos (el universo entero) tengamos que llegar
a dominar las leyes que rigen las entidades más pequeñas (las partículas cuánticas). Estas ironías abundan en la ciencia. Los científicos, como la
http://www.astrocosmo.cl/h-foton/h-foton-06_02.htm (3 of 4)29/12/2004 23:25:59