Impresiones cósmicas: Las huellas de Dios en las leyes de la naturaleza

Por Walter Thirring

Con la solvencia de quien ha realizado importantes aportes a la Física y a la Cosmología modernas, el autor invita a acompañarlo en este viaje a través de la evolución del Universo. Amenizan el texto sus recuerdos de Einstein, Heisenberg y otros creadores de la imagen actual del Cosmos. Desde el bigbang, pasando por la formación de las partículas elementales, los elementos químicos, las estrellas y nuestro sistema planetario, todo surge de acuerdo a las leyes naturales, sin embargo la razón no parece suficiente para explicarlo todo. Y si bien Thirring recurre siempre a la idea de un Arquitecto, deja al lector la libertad de disfrutar de la lectura sin imponerle su cosmovisión.

• Idioma: Español
• Editorial: Libros del Zorzal
• Fecha de lanzamiento: 9 feb 2021
• ISBN: 9789875992870

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Walter Thirring

Impresiones cósmicas

Las huellas de Dios

en las leyes naturales

Traducción:

Arturo López Dávalos

Universidad Nacional de Río Negro y CONICET

José Ignacio Castro

Universidad Nacional de San Juan

© Libros del Zorzal, 2010

Buenos Aires, Argentina

Printed in Argentina

Hecho el depósito que previene la ley 11.723

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Índice

A modo de acompañamiento | 5

Prefacio | 7

Prólogo a la edición en castellano | 9

Capítulo 1

Cómo el mundo vino al mundo | 11

Capítulo 2

¿Es todo sólo casualidad? | 45

Capítulo 3

¿Cómo pudieron originarse los elementos químicos? | 62

Capítulo 4

¿Sabes tú cuántas estrellitas hay en el cielo? | 92

Capítulo 5

Lo que Newton sospechaba sobre nuestro Sistema Solar | 125

Capítulo 6

¿Cómo se originó la Vida? | 153

Capítulo 7

El principio antrópico o ¿se podría patentar el Universo? | 187

Apéndice | 195

A modo de

acompañamiento

Acepté con placer la invitación de los editores para decir unas pocas palabras en la presente ocasión sobre las cuestiones involucradas en este libro del Profesor Thirring, ex Director del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Viena, que trata de las huellas de Dios en la Creación.

La tensa historia de la relación entre la visión científica y la visión religiosa del mundo parece haber ganado nuevo ímpetu en los años recientes después de un largo período de mutua oposición desde el Iluminismo. El pluralismo religioso de nuestro mundo, que deviene cada vez más unificado, hace más fácil ver que desde hace tiempo la religión, todas las religiones, han procurado dar respuesta a los misterios irresueltos de la existencia humana: ¿De dónde vine? ¿Hacia dónde voy? ¿Cuál es el significado de la vida? ¿Cuál es el último secreto de nuestra existencia, desde nuestro origen, y hacia dónde estamos orientados?

Victor Frankl, que comenzó como un seguidor de Sigmund Freud, reformuló la cuestión del sentido de la vida para nuestro tiempo con su famosa logoterapia. La respuesta no es idéntica a la respuesta de si Dios existe, pero nos conduce en esa dirección, como el mismo Frankl pensaba. Una historia de las religiones de la humanidad, un estudio comparativo de las religiones, rica en aspectos novedosos, ha demostrado definitivamente que nunca ha habido un pueblo o una tribu en la historia de la humanidad sin cierta clase de cuestionamiento religioso y ritual. Esto es también una indicación de que, en la actualidad, la visión determinista del mundo que parecía indudable debido a la evolución, está perdiendo sus poderes de persuasión. Como el ganador del Premio Nobel y director del Centre Européenne pour la Recherche Nucléaire (CERN), Carlo Rubbia, dijo en una entrevista con el diario suizo Neue Zürcher Zeitung en Marzo de 1993: Como científico investigador estoy muy impresionado por el orden y la belleza que encuentro en el Universo así como dentro de las cosas materiales. Y como un observador de la Naturaleza no puedo desechar la idea de que hubo allí un orden superior que existía previo a dichas cosas.... Esto requiere una inteligencia de un nivel superior, más allá de la existencia del mismo Universo.

La contradicción que hubo en el pasado entre religión y ciencia no parece existir actualmente en la forma que tuvo originalmente. Nuevas conexiones y orientaciones van siendo descubiertas. Esto está claramente expresado en el libro Cosmos, Bios, Theos, donde una serie de expertos, internacionalmente renombrados, de los campos de la Astronomía, la Física, y la Matemática, incluyendo veinte ganadores del Premio Nobel, fueron preguntados sobre sus relaciones personales con la religión y la fe. Las respuestas fueron publicadas, y entre ellas se incluye la respuesta del autor de nuestro presente libro, quien cree ser capaz de ver la mano de Dios guiando misteriosamente la evolución, lo cual antes resultaba inconcebible.

En cualquier caso, esta colorida serie de respuestas personales y cortos comentarios prueban que están comenzando a surgir nuevos aspectos y comprensiones conducentes a una nueva orientación. El presente libro comparte plenamente esta característica.

Estoy complacido de que el Profesor Thirring haya hecho una nueva contribución para permitir que el diálogo entre religión, fe cristiana y ciencia continúe en su camino y desarrollo por el bien de la humanidad. De igual modo, hace más de sesenta años, cuando el lanzamiento de la bomba nuclear aterrorizó al mundo, Albert Einstein advirtió que la bomba atómica había cambiado todo en el mundo, excepto nuestro modo de pensar. Eso también debe cambiar si la humanidad desea sobrevivir.

Cardenal Franz König (1905-2004)

Arzobispo de Viena (1956-1985)

Prefacio

Las ideas expuestas y llevadas al papel

en este libro se originaron en diversas fuentes.

He sido suficientemente afortunado no sólo por haber conocido a los grandes arquitectos de la visión científica del mundo, tales como Einstein, Heisenberg, Schrödinger y Pauli, sino también por haber podido conocer sus ideas en discusiones directas. Me gustaría trasmitirles estas impresiones, no necesariamente para ensalzar a estos pensadores sino para presentarlos en el modo en que ellos viven en mi recuerdo, con toda su fascinación e idiosincrasia.

Siempre he contemplado con reverencia las milagrosas señales del Cosmos. Sin embargo, esas señales están escritas en el lenguaje de la Matemática y no son visibles a la mayoría de la gente. A través de simples estimaciones, puede adivinarse un diseño general, que ofrece un panorama majestuoso. He tratado de convertir estas reflexiones en conferencias, urgido siempre para presentarlas a una mayor audiencia. Mi objetivo en este libro es presentar estos temas sin abrumar a la mayoría de los lectores, aun a riesgo de aburrir a algunos con demasiados detalles. Sin embargo, cuando mis elucubraciones se volvían un poco pesadas, o cuando las fórmulas parecían necesarias, he quitado esos pasajes del texto y los he agrupado en los Apéndices. Por supuesto, el lector puede ignorar estos últimos y simplemente aceptar los hechos y las cifras dadas. No deseo recargar el texto con cifras exactas. Cuando un lector repita los cálculos, debe recordar que he redondeado hacia arriba o hacia abajo a la potencia de diez más próxima. Además, los símbolos y términos usados están también explicados al final del libro. Es lógicamente imposible hablar de los resultados de la Teoría Cuántica en el lenguaje cotidiano. No es culpa del lector si algunos argumentos son a veces difíciles de seguir.

Al final, las reflexiones sobre la creación del Universo llevan a reflexiones sobre el Creador que pueden sorprender a algunos lectores. Es un lugar común oír la opinión de que la ciencia conduce al ateismo. Ésta es una opinión que no comparto, y que incluso encuentro levemente absurda. Cuando estamos conmovidos por un edificio fantástico, una catedral o una mezquita, y finalmente comprendemos qué es lo que hay detrás de sus gloriosas proporciones, ¿quién podría decir Ahora no necesitamos más al arquitecto; podría incluso no haber ninguno y todo podría ser el producto aleatorio de las circunstancias?

¿Qué conclusiones pueden sacarse más allá del sentimiento reverencial? No puedo seguir especulaciones teológicas de mayor alcance; a veces las encuentro blasfemas. ¿Cómo osamos presumir que podemos capturar a Dios en nuestras redes lógicas? Personalmente, me siento movido por argumentos simples como las parábolas o las siete peticiones de la Oración del Señor en el Nuevo Testamento. Por esa razón el lector no hallará prueba de la existencia de Dios en este libro. Toda afirmación sobre la existencia de Dios requiere ciertas reglas lógicas. ¿Quién osaría dictar a Dios las reglas por las cuales Él debiera manifestarse a sí mismo? Por lo tanto, no deseo decir que el orden del Universo prueba la existencia de Dios. Prefiero las palabras del salmo de David, tan bellamente musicalizado por Ludwig van Beethoven: Los cielos alaban la gloria de Dios.

No sería necesario mencionar que todas mis observaciones fueron hechas desde el punto de vista de la ciencia moderna. Siempre puede decirse que algún día tendremos un conocimiento más profundo y diferente. Esto puede ser cierto, pero es irrelevante en la actualidad. Tenemos que tomar en cuenta lo que la ciencia ofrece hoy, y esto por sí mismo ya es abrumador.

En las últimas décadas, nuevos mundos nos han sido revelados, mundos que nuestros grandes maestros ni siquiera hubieran podido soñar. El panorama de la evolución cósmica nos permite tener visiones más profundas dentro de las señales de la Creación. En este libro, me propongo discutir esas señales, y espero transmitir mi entusiasmo al lector. Aun cuando todo ocurre de acuerdo con ciertas leyes básicas, en cada etapa de desarrollo evolutivo los eventos aleatorios han jugado un rol decisivo, conduciendo las cosas de modo que el Cosmos fuera finalmente coronado por el espíritu humano. Los seres humanos reconocen las señales, pueden entender el lenguaje del Creador y pueden elevarse a sí mismos hasta su imagen. Estas realidades no hacen a las ciencias enemigas de la religión, sino que glorifican el libro del Génesis en la Biblia.

Walter Thirring

Prólogo a la edición

en castellano

Los cielos proclaman la gloria de Dios, dice el salmista. Pero, ¿qué es el cielo? Hasta hace unos siglos el cielo era lo que se veía mirando hacia arriba. El Sol, la luna y las estrellas, con su movimiento preciso y regular. Su naturaleza parecía inmutable y eterna. El desarrollo científico moderno nos ha cambiado radicalmente la manera de entender el Universo. Hay una unificación entre el cielo y la tierra. Ambos están gobernados por las mismas leyes de la física.

La simplicidad y la perfección todavía están presentes, pero en las leyes de la física. Y no sólo están presentes en el cielo sino también en la tierra, gobernando todos los procesos naturales. Estas leyes tienen una simetría y elegancia sorprendentes.

El Profesor Thirring nos presenta una descripción de estas leyes, y de los procesos que han generado el Universo, comenzando con el big bang, la formación de estrellas y del Sistema Solar. Nos incluye también historias personales interesantes sobre los científicos que descubrieron estas leyes. Esto nos brinda una ventana sobre el proceso creativo que acompañó estos descubrimientos.

El cielo moderno es mucho más vasto y majestuoso que el antiguo. El Universo cambiante y dinámico que nos pinta la física moderna hace todavía más interesante y sorprendente nuestra existencia. Hay muchos procesos que deben ocurrir antes de que las condiciones puedan ser favorables a la vida. Estas condiciones deben permanecer por los miles de millones de años necesarios para la evolución biológica.

Estos procesos son muy sensibles a los valores de algunas constantes que aparecen en las leyes de la física. El Profesor Thirring nos explica cómo las propiedades y la vida de las estrellas dependen crucialmente de ciertas coincidencias. Las estrellas son reactores nucleares gigantes esenciales para nuestras vidas. Las antiguas culturas ya comprendían la importancia del Sol, que es nuestra fuente de energía. Pero ahora entendemos que las estrellas no sólo son fuente de energía sino que son el crisol donde se forjaron los elementos químicos que nos forman. Los átomos de carbono, oxígeno, nitrógeno, etc., tan cruciales para nuestra existencia han sido formados en estrellas antiguas, que han explotado y dispersado su contenido. Las estrellas que vemos tan pacíficas y silenciosas en la noche pueden convertirse en las bombas atómicas más poderosas del Universo. Estas explosiones son posibles sólo gracias a ciertas propiedades muy específicas de las partículas elementales. Estas explosiones no son una mera curiosidad pirotécnica, son esenciales para dispersar los elementos químicos formados en las estrellas para que puedan formar planetas como la Tierra.

Las leyes del Universo son tales que nuestra vida es posible. Quizás haya muchos otros universos, u otras regiones del Universo, con distintas leyes donde la vida no sea posible. En tal caso, habitaríamos sólo en las regiones donde la vida fuera posible. Este punto de vista volvería a colocar al hombre en el centro del Universo, las leyes de la física que nos gobiernan han sido seleccionadas por nuestra existencia. ¿Somos en tal caso, partícipes de la labor creadora?

Este libro nos brinda una gran oportunidad para comprender y contemplar el Universo, el Cosmos que nos originó.

Juan Martín Maldacena

Instituto de Estudios Avanzados de Princeton

Capítulo 1

Cómo el mundo vino al mundo

1.1. El Génesis

Qué ideas rectoras de la Biblia son verificadas

a través de nuestro conocimiento actual.

En el principio creó Dios los cielos y la tierra.

Y la tierra estaba desierta y vacía

y reinaba la oscuridad en las profundidades.

Y el espíritu de Dios flotaba sobre las aguas

Y Dios dijo: Hágase la luz, y la luz se hizo.

(Moisés 1.1.1-3)

Estas líneas impregnaron el pensamiento del hombre occidental e inspiraron a artistas y músicos para la realización de obras extraordinarias. La pregunta sobre el origen de todas las cosas preocupó desde siempre a los pueblos, y cada uno desarrolló su propia mitología. Sin embargo, hasta ahora la humanidad no tenía disponibles conocimientos empíricos directos y por tanto las puertas quedaban abiertas de par en par a la fantasía. Así el Cosmos se poblaba, en las distintas representaciones, de una variedad de dioses, héroes y toda clase de alimañas. Algunas de estas ideas eran difíciles de representar mientras que en otros casos se trataba de representaciones concretas, como en las mitologías orientales, en las que se figuraba un elefante parado sobre una tortuga o viceversa. Respecto al significado y al contenido de verdad de tales representaciones siempre hubo mucha especulación. Para un científico dispuesto a aceptar sólo aquello que se puede probar, todo esto resultaba, por supuesto, muy difícil.

Wolfgang Pauli solía decir, respecto a ciertas afirmaciones que no se podían probar o contradecir: Eso no es ni siquiera falso, sino puro sinsentido.

Era inevitable entonces que el Génesis sufriera severas críticas y que muchas contradicciones entre las afirmaciones que contiene y el conocimiento científico llevaran a poner en duda toda la Biblia.

Aun antes de que presentemos algunas correcciones y refinamientos, debemos enfocar el planteo en su justa dimensión. Debemos decir que todo puede describirse en distintos planos: podemos concentrarnos en lo esencial y describir muchos detalles de manera imprecisa o hasta errónea; también podemos detenernos en aquellos detalles que son importantes en otro plano, y de esa forma perder de vista la cuestión central. Esto vale en todos los ámbitos y también en las ciencias naturales. Por ejemplo, cuando los químicos llaman al agua Hache–dos–O o escriben H2O, están dando las características esenciales del agua, a saber, que está constituida por moléculas que contienen dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. De esta forma no se aclaran muchos detalles, como por ejemplo cómo están ligados los átomos en una molécula, el significado de los guiones (–) en la fórmula estructural, qué ángulo forman los átomos en la estructura, etc.

Como físico, uno debiera decir que ese lenguaje es absolutamente inadecuado. Para tener una descripción precisa debiéramos resolver la ecuación de Schrödinger para diez electrones en el campo de fuerza de dos protones (= núcleos de hidrógeno) más un núcleo de oxígeno. Desgraciadamente este problema sobrepasa aún la capacidad de nuestras más modernas computadoras. Sin embargo un ingeniero que quisiera saber, por ejemplo, cómo debe mezclar hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) para que a través de la reacción explosiva los gases se quemen completamente, no se dejará perturbar por estas finezas. Le basta con saber que debe mezclar las substancias en la proporción molar 2:1.

El significado del Génesis debe verse a la luz de lo que acabamos de decir. Probablemente fue escrito en la época del cautiverio del pueblo judío en Babilonia y contiene un mensaje muy claro. Quiere decirles a los judíos que su Dios ha creado efectivamente el mundo y que desde entonces está a su lado. Los detalles científicos no estaban en ese momento disponibles y de todas maneras hubieran desviado la atención del punto central. La creación del mundo por un Dios es un paso esencial en el pensamiento humano ya que conduce al monoteísmo estricto. Afirma no sólo que cada pueblo debe tener un solo dios, sino también que hay en todo el mundo un solo Dios verdadero. Lamentablemente, en la antigüedad se ha tomado, junto a la Creación, también otros detalles del Génesis al pie de la letra, detalles que correspondían a las representaciones de la época. Este malentendido ha producido un gran perjuicio en el desarrollo espiritual de Occidente. Muchos pensadores independientes han sido perseguidos o llevados a la hoguera y la religión sufrió una importante pérdida de credibilidad.

A pesar de todo, es notable que haya muchas coincidencias entre las afirmaciones del Génesis y la cosmovisión científica actual. En este sentido daré al final de este capítulo una interpretación del texto bíblico desde el punto de vista físico, algo que me resultaría imposible con otras mitologías. De algún modo, el mensaje del Génesis sobre el poder de Yahvé se comprueba de la siguiente manera: las leyes naturales son válidas no sólo desde Babilonia a Jerusalén sino tambén, por lo que sabemos en la actualidad, a distancias del orden de miles de millones de años luz. Así la misma ley vale en dominios muy alejados uno del otro, aunque estos no pudieran haberse comunicado nunca, y sin violar el límite impuesto por la velocidad de la luz. El poder de Yahvé sobrepasa ampliamente las representaciones de la época.

1.2. La edad y el tamaño del Universo

El tiempo fundamental en el Cosmos es

de diez mil millones de años;

la distancia fundamental es

diez mil millones de años luz.

La arquitectura del Cosmos está determinada por números asombrosamente grandes. En primer lugar debemos decir cómo se llega a ellos. Es conveniente escribirlos como potencias de diez, por ejemplo 10⁶ en lugar de 1.000.000 = un millón; el exponente indica el número de ceros. Para no interrumpir el texto, dejamos para el Apéndice 1 una presentación más completa de estas reglas. Por ahora sólo queremos simplificar un trabalenguas como un millón de millón de millones, mediante la expresión más compacta 10¹⁸. Para multiplicar estos números, se suman los exponentes y, de esa manera, podemos reducir la matemática necesaria a unas pocas reglas simples.

Para ilustrar el uso de las potencias de diez veremos cómo es posible estimar el número de átomos en un metro cúbico (m³). Para ello expresamos las dimensiones de diversos objetos en potencias de diez del metro (m). Un átomo mide aproximadamente 10–10 m, y por tanto, en un metro podemos acomodar 10¹⁰ átomos, uno al lado del otro; en un m³ caben entonces 10¹⁰ × 10¹⁰ × 10¹⁰ = 10³⁰ átomos. El lector crítico podría ahora objetar que hayamos obtenido un resultado tan preciso. Para evitar una objeción de ese tipo eliminaremos de ahora en más el signo = y utilizaremos los siguientes símbolos:

a≈b a es aproximadamente igual a b

a>b a es mucho más grande que b

aes mucho más pequeño que b

Por supuesto que alguien puntilloso puede preguntar qué significa aproximadamente igual o mucho más pequeño que. Eso no nos importa y escribimos audazmente: el número de átomos en un m³ de materia sólida es ≈ 10³⁰.

Una vez que hemos superado la timidez frente a los números grandes, debemos elegir un sistema de unidades único y evitar así las conversiones de un sistema a otro. En realidad, resulta indiferente qué sistema de unidades elijamos; podemos inclinarnos ante el progreso actual y medir longitudes en metros (m), masas en kilogramos (kg)