Fue a principios del siglo XX cuando comenzó el gran cambio sobre el saber científico del mundo. En 1900, precisamente, Max Planck demostró que la energía se absorbe y se emite por paquetes que él denominó "cuantos". Más tarde, Einstein explicó que la energía viaja como "cuantos". Es decir, que la luz está formada por granos de energía. Era el principio del estudio de las intimidades de la materia que utiliza la luz, bajo todas sus formas, como instrumento de indagación.
En 1905, Einstein descubrió la Teoría de la Relatividad. En ella el espacio y el tiempo no son magnitudes independientes, sino que constituyen un todo inseparable, el espacio-tiempo. Gracias a la Teoría de la Relatividad sabemos que la velocidad de la luz es la velocidad límite y que nada puede ir más deprisa. Eso significa que la información tarda siempre en llegar desde que es emitida. Sabemos también que la masa y la energía se pueden transformar una en otra, según la famosa fórmula que dice que la energía es igual a la masa multiplicada por la velocidad de la luz elevada al cuadrado. En 1915, Einstein amplió la Teoría de la Relatividad en la llamada Relatividad General, frente a la primera que se denomina especial. Con esta ampliación, la materia, fuente del campo gravitatorio, es asimilada a una curvatura del espacio-tiempo, con lo que ahora tenemos un espacio-tiempo-materia. Teoría que ha sido confirmada mediante observaciones astronómicas y en los grandes aceleradores de partículas, y hoy es la teoría en la que se apoya la cosmología moderna.
Así pues, a principios del siglo XX empieza a aceptarse la existencia de los átomos para explicar la constitución de la materia. Pero ya los griegos habían especulado con la idea de que ésta se encuentra constituida por partículas indivisibles, hipótesis que permitía explicar el que la naturaleza cambiase constantemente y que fuese siempre la misma. Los átomos de Leucipo, Demócrito y Epicuro no fueron aceptados hasta 25 siglos más tarde. No hay que olvidar que una de las razones de la condena por la Iglesia de las ideas de Galileo era que éste defendía la existencia de los átomos, cosa que contradecía la transustanciación, es decir, la conversión en la Eucaristía del pan y vino de la hostia en sangre y carne de Jesucristo.
Una vez aceptada la existencia de los átomos se empezó a investigar sobre ellos, descubriéndose que no eran indivisibles, que estaban compuestos de partículas aún menores: los electrones con carga eléctrica negativa, los protones con carga positiva y los neutrones sin carga. Al trabajar, tanto teórica como experimentalmente, con estas partículas se comprobó que se comportaban como partículas y también como ondas. Lo que condujo a una teoría: la Mecánica Cuántica (también llamada Mecánica Ondulatoria). Esta teoría permite explicar, con gran rigor, el comportamiento de lo infinitamente pequeño. y gracias a ella se ha llegado a la detección de los llamados quarks, estructuras constituyentes de las llamadas, hasta entonces, partículas elementales.
La Mecánica Cuántica no sólo ayuda a comprender el comportamiento de los núcleos atómicos, sino también a explicar el comportamiento de los astros, lo que sucede en el interior de los soles, cómo se produce la energía que irradian y las modificaciones de esos cuerpos celestes. De este modo el estudio de lo más pequeño ha permitido entender el funcionamiento de lo enorme. Es una demostración, a escala cósmica, de que lo que sucede en la Tierra también sucede en los cielos, como había dicho Galileo. Hoy sabemos que los átomos que componen las moléculas de nuestro cuerpo nacieron en el seno de las estrellas. Esta realidad confirma la frase de Goethe que dice: "Vemos gracias a nuestros ojos solares".
Pero hay más. La acción conjunta de la Teoría de la Relatividad y de la Mecánica Cuántica ha conducido a una hipótesis importante: la Teoría del Big-Bang.
Uno de los grandes problemas que se le ha presentado a la mente humana, desde los tiempos más remotos es, sin duda, el del origen de las cosas, en particular el del Universo. Que esto sea un tema sumamente serio lo prueban los relatos de todas las mitologías. En ellas se narra el nacimiento del mundo y el de todos los seres, incluidos los humanos. El mito es un esfuerzo para comprender racionalmente el mundo. Los postulados en los que se basa varían de un mito a otro. Unas veces es una serpiente, otras un animal fabuloso quien rescata al Universo de lo oscuro, o del caos. En algunos casos los dioses realizan la tarea. Es lo que sucede con los monoteísmos. En ellos un Dios o ser racional elabora el mundo. Esto significa que el mundo puede ser comprendido por los seres racionales, lo que conduce a intentar racionalizar los dogmas religiosos. Dios queda justificado por la creación de todas las cosas. Por tanto, cualquier explicación del origen del cosmos que no tenga en cuenta a Dios será considerada como un ataque directo a la Religión, la que sea. Resulta que al intentar racionalizar los dogmas, para hacerlos más aceptables, la razón se ha convertido en el punto débil, el talón de Aquiles de las religiones.
No basta con justificar racionalmente una doctrina para que adquiera el estatuto de científica. La ciencia se caracteriza no sólo por el empleo de la razón, sino también por la aceptación de que sus teorías, el equivalente de los dogmas, son perecederas, que evolucionan, que se enriquecen con el trabajo de los científicos y que esos cambios permiten conocer mejor el mundo, que es terriblemente complejo. No hay que olvidar esta diferencia entre ciencia y religión. Las verdades de la religión son eternas; las de la ciencia, en cambio, son evolutivas, temporales.
El origen de la teoría del Big-Bang es curioso.
En acústica, una ciencia bien terrena, se sabe que cuando una fuente de sonido en movimiento (el pitido de un tren, por ejemplo) se acerca al espectador, pasa por delante de él y sigue, hay un cambio en el tono del sonido percibido. Ocurre que la frecuencia varía: es mayor cuando el tren se acerca y menor cuando se aleja. Este fenómeno se llama efecto Doppler.
Todo el mundo se ha apercibido que una bomba de bicicleta se calienta al usarla. Esto es debido a que, al comprimir el aire, las moléculas que lo componen se acercan unas a otras y se golpean con mayor frecuencia. De ahí el calentamiento. Por el contrario, cuando se usa un spray, se nota un enfriamiento en las proximidades de la salida del gas. Esto es debido a que, al dilatarse el gas, las moléculas se alejan unas de otras y se enfrían.
Dos efectos, el Doppler y el del enfriamiento por la expansión de un gas, van a jugar un papel importante en la indagación científica del origen del Universo.
Nuestro Universo se extiende por cientos y miles de millones de años-luz. El año-Iuz es una unidad de longitud. Es la distancia recorrida por la luz durante un año, a la velocidad de 300.000 kilómetros cada segundo. Este Universo está ocupado por millones de cúmulos de galaxias, cúmulos que agrupan millones de galaxias. Una galaxia, la Vía Láctea, a la que pertenece nuestro sistema solar, contiene a su vez millones de Soles. La inmensidad del Cosmos es una fuente de humildad, o debería serIo. Lo extremadamente diminuto de nuestro planeta hace que lo que aquí sucedió no tenga ninguna importancia, cósmicamente hablando. Es tal la dimensión del Cosmos que hoy estamos recibiendo luz que fue emitida por algunos cúmulos de galaxias antes de que se formase la Tierra.
Hacia 1920, Hubble demostró que la luz procedente de las galaxias lejanas sufría un desplazamiento al rojo, es decir que había un efecto Doppler, o lo que es lo mismo que el universo estaba en expansión. La velocidad de esa expansión ha podido medirse. Se supone que en tiempos pasados fue menor y así descendiendo en el tiempo se llega aun momento en el que todo el Universo era una minúscula esfera super-densa. Ese momento se sitúa entre hace diez y veinte mil millones de años. Esa es, según los conocimientos actuales, la edad del Universo.
Si el universo se expande debe enfriarse. Para calcular el grado de enfriamiento hace falta medir la temperatura del Universo hoy. Todos los cuerpos emiten radiaciones, una luz, en función de su temperatura. A muy alta temperatura la luz emitida es ultravioleta, y a temperaturas más bajas tiende a frecuencias menores. Al medir el color, es decir, la frecuencia de la luz emitida, conocemos la temperatura a la que se encuentra el cuerpo emisor. La temperatura del universo es de 2.7 ° K. Esta medida confirma la hipótesis del Big-Bang. Hay libros que explican con claridad el proceso de formación del Universo, como Los Tres Primeros Minutos del Universo de Steve Weinberg o el de Peter W. Atkins, Cómo crear el mundo. El primero es más técnico que el segundo.
Posiblemente la esferiIIa inicial era pura energía, que al comenzar a expandirse hizo aparecer la materia-espacio-tiempo. Antes, si se puede decir antes, no había tiempo ni espacio, pues tampoco había materia. ¿Qué había antes? No se sabe. Hay hipótesis, como la del «vacío cuántico», medio donde se supone que surgen espontáneamente partículas y anti-partículas. Su aparición ha sido detectada experimentalmente aquí en la Tierra. Esto implicaría que el origen del mundo se debe a una fluctuación cuántica del vacío. Pero la situación anterior a la de la esferiIIa inicial es materia sometida a discusión, como algunos otros aspectos de la hipótesis del Big-Bang.
Esta hipótesis da hoy una explicación incompleta pero racional del comienzo, aún no del origen, del Universo, del espacio, del tiempo y de la materia. A pesar de su carácter hipotético y de sus lagunas, es un éxito espectacular del método científico. Es el fruto de la interacción de las dos grandes teorías: la de la Relatividad y la de la Mecánica Cuántica. Lo que demuestra la gran capacidad explicativa de ambas.
Uno de los méritos de la hipótesis del Big-Bang es que se considera el origen del Universo de un modo racional, sin tener que recurrir a una intervención sobrenatural. Esta hipótesis, con sus lagunas importantes, es posible que sea falsa, pero por ahora es plausible. No hay en ella ninguna intención finalista, es decir, que no requiere un ser con una finalidad. Su fundamento es un postulado importante básico, el de la objetividad de la naturaleza.
Para explicar el comienzo del mundo y su desarrollo posterior se parte de unos puntos claros, de una serie de conocimientos científicos bastante asentados, los que hacen marchar los motores y nos permiten comprender el mundo, incluida la vida: «la tendencia de la energía al caos», es decir, su dispersión y degradación: el postulado de que «toda acción es corrupción y toda restauración (del estado anterior) contribuye a la degradación general»; «la predisposición natural de toda estructura al caos», es decir a descomponerse; formación del Universo, como Los Tres Primeros Minutos del Universo de Steve Weinberg o el de Peter W. Atkins, Cómo crear el mundo. El primero es más técnico que el segundo.
Posiblemente la esferiIIa inicial era pura energía, que al comenzar a expandirse hizo aparecer la materia-espacio-tiempo. Antes, si se puede decir antes, no había tiempo ni espacio, pues tampoco había materia. ¿Qué había antes? No se sabe. Hay hipótesis, como la del «vacío cuántico», medio donde se supone que surgen espontáneamente partículas y anti-partículas. Su aparición ha sido detectada experimentalmente aquí en la Tierra. Esto implicaría que el origen del mundo se debe a una fluctuación cuántica del vacío. Pero la situación anterior a la de la esferiIIa inicial es materia sometida a discusión, como algunos otros aspectos de la hipótesis del Big-Bang.
Esta hipótesis da hoy una explicación incompleta pero racional del comienzo, aún no del origen, del Universo, del espacio, del tiempo y de la materia. A pesar de su carácter hipotético y de sus lagunas, es un éxito espectacular del método científico. Es el fruto de la interacción de las dos grandes teorías: la de la Relatividad y la de la Mecánica Cuántica. Lo que demuestra la gran capacidad explicativa de ambas.
Uno de los méritos de la hipótesis del Big-Bang es que se considera el origen del Universo de un modo racional, sin tener que recurrir a una intervención sobrenatural. Esta hipótesis, con sus lagunas importantes, es posible que sea falsa, pero por ahora es plausible. No hay en ella ninguna intención finalista, es decir, que no requiere un ser con una finalidad. Su fundamento es un postulado importante básico, el de la objetividad de la naturaleza.
Para explicar el comienzo del mundo y su desarrollo posterior se parte de unos puntos claros, de una serie de conocimientos científicos bastante asentados, los que hacen marchar los motores y nos permiten comprender el mundo, incluida la vida: «la tendencia de la energía al caos», es decir, su dispersión y degradación: el postulado de que «toda acción es corrupción y toda restauración (del estado anterior) contribuye a la degradación general»; «la predisposición natural de toda estructura al caos», es decir a descomponerse; «la actividad sin motivo de los fenómenos físicos», es decir, la constatación de que no hay una finalidad, sino sólo una tendencia.
Los creyentes aprovechan la circunstancia de que no se conoce el origen exacto del Universo para ver en dicho origen la mano de Dios. Es bastante ridículo, pues están comparando a Dios con una fluctuación cuántica del vacío, no como generador de la fluctuación, ya que ésta se produce, en nuestro planeta, de un modo espontáneo y sin que sea necesaria la hipótesis de un Creador de fluctuaciones, y además se ha medido. Hoy por hoy, en los medios científicos, la hipótesis del vacío cuántico y su fluctuación como origen sigue siendo materia de discusión. En los medios teológicos, la existencia de Dios no está en discusión. Esa es la diferencia.
Los científicos no tratan de demostrar la existencia o la inexistencia de Dios. No es su tarea, por fortuna. Se limitan a indagar cómo funciona el mundo, en sus múltiples aspectos. Lo que descubren suele contradecir los dogmas imperantes. Y, como los creyentes ven en todo acto una finalidad, creen que el fruto de la acción de los indagadores del mundo es obra de unos malignos que quieren ponerlos en ridículo, cuando lo que sucede es, simplemente, que lo encontrado no coincide con lo que ellos imaginan.
La hipótesis del Big-Bang resta importancia al papel de Dios. En el libro citado, Atkins dice que el Dios compatible con el Big-Bang es un dios infinitamente vago, infinitamente perezoso. Sucede que no tiene nada que hacer. El saber científico le ha puesto en el paro, o mejor dicho, le ha concedido una jubilación anticipada.
Otro de los problemas con los que se enfrentaron los humanos desde la más remota antigüedad es el del origen de la vida. En los mitos, gracias aun ser superior que manipulaba arena, barro o algún otro material de construcción, nacía la humanidad. Todos sabemos cómo operó el Dios del monoteísmo.
Los organismos vivos tienen propiedades que los diferencian notablemente de los inanimados. Sin la intervención de un Ser Superior parecería imposible que lo animado surgiera de lo inanimado. Los griegos, siempre ellos, trataron de explicar la aparición de los seres vivos a partir de la materia. Una teoría aceptada y propagada por el gran Aristóteles es la llamada de la generación espontánea.A su favor había evidencias aparentes, como la de que un trozo de carne dejado al aire producía gusanos. Aún en el siglo XVII, el médico flamenco Van Helmont decía que para obtener ratones bastaba con mezclar de un modo íntimo una camisa sucia de mujer con trigo en un recipiente y dejarlo remojar. Posteriormente, Pasteur demostró que la generación espontánea era imposible, con lo que según él se probaba que Dios era el único origen posible de la vida.
Para comprender la historia de la vida hay que empezar por la historia de la Tierra. Nuestro planeta y el sistema solar tienen una edad de unos cuatro mil seiscientos millones de años. Desde entonces se han producido modificaciones muy profundas en la composición del planeta, en particular de su atmósfera. Cuando comenzó a condensarse el vapor de agua al enfriarse la Tierra, empezó a plantearse el escenario de la aventura de la vida. En ese momento apenas había oxígeno en la atmósfera. La radiación ultravioleta era capaz de destruir las moléculas que se formaban en esas condiciones, mediante reacciones químicas. Sólo podían subsistir las que se formaban a unos treinta metros bajo el agua, ya que ésta impedía la llegada de la luz ultravioleta. Entre las estructuras formadas había unas células capaces de reproducirse y de realizar la fotosíntesis (algas azules) y por ello de desprender oxígeno en gran cantidad. Este gas, sumado al que producían los volcanes y con la ayuda de la luz ultravioleta se trasformó parcialmente en ozono, capaz de impedir el paso de los rayos ultravioleta. Dicha capa protectora permitió a los organismos salir a tierra. Los que salieron se encontraron con el oxígeno, gas mortal salvo para ciertos organismos, llamados aerobios por poder vivir en una atmósfera que los contiene. De estos organismos nacieron animales y plantas.
La aparición de la vida ha producido una amplia variedad de seres vivos, como indican los registros de fósiles. Ha sido un largo camino lleno de obstáculos y de experiencias variadas, siempre sin intención, como a ciegas. Trabajos de laboratorio han permitido clasificar la historia de la vida en cinco etapas:
a) Formación de pequeñas moléculas orgánicas a partir de los
materiales de la Tierra.
b) Las moléculas pequeñas se agrupan en entidades más complejas.
c) Las moléculas complejas forman sistemas capaces de reproducción.
d) Organización de esos sistemas en células y organismos unicelulares.
e) Evolución y diferenciación de esos organismos.
Las experiencias en laboratorio han permitido reproducir esas etapas de la historia de la vida y así aclarar su funcionamiento. Desde hacía tiempo se sabía que podían obtenerse moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas. Fue Wöhler el primero que, en 1828, sintetizó la urea, producto orgánico, a partir del cianato de amonio, material inorgánico.
Lo que sabemos nos dice que la aparición de la vida no fue un proceso fácil ni sencillo. y que no se produce de un modo automático, una vez reunidas las condiciones para que se produzca. Es un proceso largo, que se mide en millones de años. Pero una vez esclarecido el origen de la vida se plantea cómo se han ido produciendo las distintas especies vivas, animales y plantas.
En la antigüedad se admitía que las distintas especies, tanto animales como plantas, existían desde su origen sin alteración. Esta idea tenía como fundamento el hecho de que nadie vivía la bastante como para observar un cambio en las especies, es decir, que tenía una base real. Ante esta evidencia se elaboró el concepto de un creador, un ser presuntamente necesario para crear al primer individuo o la primera pareja de cada especie. Aceptado el fijismo de cada especie, que es un dato empírico, el creador la justifica y la explica.
La observación y el estudio de las diferencias entre las especies y el descubrimiento de los fósiles de animales que existieron en un pasado lejano indicaban la existencia de cambios con el paso del tiempo. De ahí surgió el transformismo de Lamarck, que se complementó con la teoría de Wallace y Darwin. Esta teoría introdujo el tiempo como factor importante en el estudio de las formas vivas. Las estructuras vivas se ordenaban unas junto a otras en el espacio. Con Darwin unas suceden a otras y aparece una suerte de árbol genealógico de la vida. Con él se descubre un hecho importante: la evolución. Cada vez que se produce una modificación o se abandona alguna faceta de la teoría de la evolución, los creyentes más ortodoxos proclaman con júbilo que se ha demostrado su inoperancia. Pero la evolución es un hecho, el de que con el flujo del tiempo los cambios genéticos en las poblaciones de animales o de plantas y las modificaciones del medio surgen nuevas especies. Este proceso exige tiempos muy largos, cientos, miles ya veces millones de años.
La evolución se ha demostrado no sólo por los trabajos de Darwin, sino gracias a las investigaciones de legiones de naturalistas, geólogos, botánicos, anatomistas comparativos, químicos, paleontólogos y biólogos. Todas esas investigaciones conducen a afirmar la realidad del hecho evolutivo. El estudio de este hecho ha conducido a las teorías de la evolución, que curiosamente también han evolucionado. Como sucede con las teorías de la gravitación. La de Einstein ha completado la de Newton, pero a nadie se le ha ocurrido decir que la gravitación haya sido abolida. Y se com-prende, ya que las manzanas han seguido cayendo a la vista de todos. Sucede que la caída de una manzana es un fenómeno de corta duración, mientras que el nacimiento de nuevas especies puede durar siglos, en el mejor de los casos.
No son los debates filosóficos los que han dado pie a la teoría de la evolución, sino una observación continua y detallada del mundo. Esas observaciones han sido contrastadas y criticadas públicamente por científicos prácticos y teóricos. Son las nuevas informaciones las que obligan a cambiar las teorías. Las doctrinas y las teorías se agotan a corto plazo; los mecanismos del mundo, no.
Durante el siglo XX la ciencia ha llegado aun conocimiento de la fábrica del mundo, que aun siendo muy incompleto (probablemente nunca dejará de serIo), permite comprender que ni el origen del cosmos, ni el de la vida, ni el de la aparición de las especies requiere un principio sobrenatural. Se ha comprobado que las cosas se producen sin motivación, al azar y por necesidad, que decían los atomistas griegos.
La ciencia no puede probar la existencia o inexistencia de Dios. Lo que sí demuestra, de un modo fehaciente, es que Dios es un concepto inútil como explicación de las cosas del cosmos.