Hacia el Mundo Humanista: Evolución del Universo y Surgimiento de la Conciencia.
En la investigación del cosmos han surgido dos postulados interesantes: "Existe un proyecto, una dirección, una finalidad en la historia del universo". El segundo postula la "unión indisoluble entre el cosmos y la conciencia que lo observa"...
En la investigación del cosmos han surgido dos postulados interesantes: "Existe un proyecto, una dirección, una finalidad en la historia del universo". El segundo postula la "unión indisoluble entre el cosmos y la conciencia que lo observa"…
Evolución del Universo
y Surgimiento de la Conciencia.
En la investigación del cosmos han surgido dos postulados interesantes que son expresión del mismo principio, el primero es que «existe un proyecto o una dirección o una teleología o una finalidad en la historia del universo, es decir, toda la evolución cósmica está orientada, desde sus orígenes, a la aparición de la vida y de la conciencia». El segundo, surge de los modelos de la física de inicios del siglo XX, el modelo de la relatividad de Einstein y la mecánica cuántica, postula la «unión indisoluble entre el cosmos y la conciencia que lo observa en la formulación de las leyes físicas». (Pietro Chistolini y Salvatore Puledda, Anuario 1996 del Centro Mundial de Estudios Humanistas, Principio Antrópico).
En los años 30 el físico Paul Dirac (1902 – 1984) descubrió que existía una singular relación matemática, una "extraña coincidencia", entre magnitudes físicas muy diferentes entre sí. Él notó que «la raíz cuadrada del número estimado de partículas presentes en el universo observable es igual a la relación entre fuerza electromagnética y fuerza gravitacional entre dos protones». Esta relación es sorprendente porque se da entre dos cantidades muy diferentes entre sí: mientras la relación entre las fuerzas electromagnética y gravitacional es una constante universal que no cambia en el tiempo, el número de partículas en el universo observable varía en función de la evolución del universo mismo, en función del momento en que realiza la observación. La conclusión de Dirac fue que la relación entre estas dos fuerzas no era constante, sino que cambiaba de acuerdo a los tiempos cosmológicos y que, por lo tanto, había que revisar algunas de las leyes fundamentales de la física.
A finales de los años 50, el físico Robert H. Dicke demostró que las conclusiones a las que había llegado Dirac non eran correctas (R. H. Dicke, Nature 192, pág. 440 (1961); Rev. Mod. Phys. 29, págs. 355 y 363 (1977)). La sorprendente coincidencia descubierta por Dirac no era verdadera en absoluto, sino que «se verifica solamente en una fase precisa de la evolución de las estrellas y de la historia del universo, una fase que corresponde a una específica abundancia de algunos elementos atómicos -sobre todo carbono- que son los constituyentes básicos de los organismos vivientes». Dirac, como cualquier otro físico, no podía sino constatar esta aparente coincidencia ya que está asociada a procesos evolutivos que han llevado a la aparición de formas vivientes basadas en la química del carbono.
De este modo Dicke hizo la primera enunciación del Principio Antrópico (definición dada 1986 por J. D. Barrow y F. J. Tipler (J. D. Barrow y F. J. Tipler, The anthropic cosmological principle (Oxford University Press, N.Y. 1986), pág. 16.)): «Los valores observados de todas las magnitudes físicas y cosmológicas no son igualmente probables. Por el contrario, tales magnitudes asumen valores específicos para satisfacer el requisito de que existan lugares donde se pueda desarrollar la vida basada en el carbono y el requisito de que el universo sea lo suficientemente viejo como para que esto ya haya sucedido».
Esa presentación del principio antrópico no es un principio cognoscitivo sino simplemente un principio metodológico que nos puede ser útil para evitar errores de interpretación y de generalización en nuestras observaciones, y para definir claramente el alcance y el contexto de las observaciones. Nos está diciendo que ninguna teoría cosmológica podrá ignorar el proceso que ha cumplido el universo para llegar hasta nosotros. Nosotros somos parte de este proceso y nuestro modo de ver las cosas está condicionado por todo lo que ha ocurrido en tiempos cosmológicos. Nosotros observamos al universo desde una ventana temporal bien delimitada en la historia del universo mismo, y esa ventana no podía existir antes de que se dieran las condiciones para nuestra existencia.
Digámoslo de otro modo, utilizando otro punto de vista: para investigar el mundo físico y el cosmos el hombre ha potenciado su capacidad perceptual explorando, por ejemplo, otras longitudes de onda además de las correspondientes a la luz visible: el infrarrojo y el ultravioleta, hasta incluir a todas las ondas electromagnéticas, desde los rayos X a las ondas radio; ha lanzado telescopios en órbita más allá de los límites de la atmósfera. O sea, ha tratado de obtener respuestas que no dependiesen de su percepción limitada. Pero en esta tentativa de eliminar toda influencia del observador, el hombre ha llegado a un límite, que el Principio Antrópico señala y que reside en el hecho de que su propia vida se basa en la química del carbono. El carbono, así como el oxígeno y el fósforo, también fundamentales para la vida, son átomos relativamente pesados cuya formación ha requerido procesos que se han desarrollado a escala cosmológica.
Según las teorías actualmente aceptadas, hace unos 17.000 millones de años, el universo comienza con el Big-Bang, la explosión primordial -una singularidad, una fluctuación quántica del espacio-tiempo, como la llaman- que se produjo cuando toda la materia estaba concentrada en un punto. La temperatura y la densidad eran altísimas. Inicialmente se formaron sólo átomos de hidrógeno y helio. Los efectos de la explosión, según esta teoría, son visibles aún hoy y el universo continúa expandiéndose. En tanto, mientras la temperatura disminuía y la materia se densificaba, se formaron nubes de gas bajo la acción creciente de la fuerza de gravedad hasta alcanzar densidades de una magnitud tal capaz de producir la fusión de los núcleos atómicos. Se formaron así las primeras estrellas en un sorprendente equilibrio entre la fuerza de gravedad implosiva y la energía nuclear explosiva liberada por la fusión. Además de energía, la fusión determinó la constitución de todos los demás núcleos atómicos, entre los cuales, los núcleos de carbono. El ciclo de estas estrellas de primera generación terminó cuando se consumió todo el combustible nuclear y la fuerza de gravedad se impuso, haciéndolas colapsar y provocando su explosión final. Los átomos que se habían producido en el crisol estelar se diseminaron y comenzó un nuevo ciclo, con otras estrellas, entre ellas nuestro Sol, y alrededor de las estrellas, planetas, entre ellos nuestra Tierra.
El origen y la evolución del universo segú
n la teoría estándar del Big-Bang que hemos apenas esbozado se pueden describir más rigurosamente recurriendo a las ecuaciones fundamentales de la física. Aún hoy se está intentando formular teorías quánticas de la fuerza gravitacional; una de sus principales aplicaciones podría ser explicar los primeros instantes del Big-Bang.
Por lo que hoy sabemos, los fenómenos naturales están gobernados por cuatro interacciones (fuerzas) fundamentales: I) la fuerza de gravedad como se la entiende en las ecuaciones de la Teoría general de la relatividad de Einstein, II) la fuerza electromagnética que describe, por ejemplo, todas las reacciones y los enlaces químicos, III) la fuerza nuclear fuerte, responsable de las fuerzas de corto alcance que legan a los componentes de los núcleos atómicos, y IV) la fuerza nuclear débil, de origen subatómico, responsable, por ejemplo, del decaimiento del neutrón libre. La últimas tres interacciones siguen las leyes de la mecánica quántica.
La cuatro fuerzas fundamentales que mencionamos dependen de algunas constantes universales, más precisamente: la velocidad de la luz, la constante de gravitación universal, la constante de Planck, la constante de Hubble, la carga del electrón, la masa del electrón, etc. El valor numérico de todas estas constantes ha sido determinado empíricamente, es el resultado de mediciones experimentales, es decir, no deriva de leyes formales, de leyes universales, como el número p -la relación entre la circunferencia y el diámetro de un círculo- que es una cantidad abstracta definida en términos puramente matemáticos.
No existe hasta hoy una teoría exhaustiva de la cual se puedan derivar los valores de las constantes fundamentales. Pero el Principio Antrópico da indicaciones que vinculan a los valores que tales constantes universales pueden asumir, en el sentido de que éstos deben ser compatibles con nuestra existencia, con la vida basada en el carbono.
A este punto podemos preguntarnos ¿qué pasaría?, o ¿qué habría pasado, si las constantes fundamentales tuvieran valores diferentes a los que conocemos?. Podemos prever qué tipo de universo tendríamos si a esas constantes se les atribuyeran valores mínimamente distintos de los valores medidos. El resultado de estos cálculos muestra que la evolución del universo se alteraría completamente y, en práctica, no se darían las condiciones que han dado origen a la vida en la Tierra. Una menor densidad de materia, por ejemplo, no habría permitido la formación de las estrellas; viceversa, una densidad mayor habría generado agujeros negros y no estrellas. Y suponiendo que las estrellas se formaran, una diversa intensidad de las fuerzas gravitacionales o nucleares habría trastocado catastróficamente hasta impedirlo ese delicado equilibrio entre gravedad y fuerza nuclear que permite que la estrella dure el tiempo necesario para producir la sustancia de la cual estamos hechos o para dar energía a un planeta como la Tierra para que en él se desarrolle la vida.
Limitándonos al ámbito cosmológico, la lista de propiedades antrópicas sin las cuales la vida no podría existir es impresionante (Cfr. J. D. Barrow y F. J. Tipler, op. cit.). Veamos algunos ejemplos.
Consideremos los protones, los electrones y los neutrones. Si improvisamente la masa total del protón y del electrón aumentara un poco con respecto a la masa del neutrón, el efecto sería devastador: el átomo de hidrógeno se volvería inestable, todos los átomos de hidrógeno se disgregarían inmediatamente en forma de neutrones y neutrinos; sin carburante nuclear, el sol colapsaría; todas las demás estrellas seguirían la misma suerte.
Otro ejemplo. Los átomos de oxígeno y carbono existen en proporción similar en la materia viviente y, a escala más amplia, en todo el universo. Es posible imaginar la vida en un universo con un discreto desequilibrio entre oxígeno y carbono, pero un desequilibrio muy grande impediría su existencia. Rocas y suelos con un fuerte exceso de oxígeno quemarían cualquier sustancia química hecha de carbono con la que entrasen en contacto.
En 1974 B. Carter sostenía que detrás de esta serie notable de coincidencias antrópicas debía existir algún principio (B. Carter, en Confrontation of cosmological theories with observation, ed. M.S. Longair (Reidel, Dordrecht, 1974), pág. 291.) e introdujo el Principio Antrópico en términos más fuertes que, según Barrow y Tipler, se define así (J. D. Barrow y F. J. Tipler, op. cit., pág 21): «En algún estadio de su historia, el universo debe poseer aquellas propiedades que permiten que la vida se desarrolle».
Mientras el Principio Antrópico da una regla de selección para nuestras observaciones (nuestro modo de percibir el universo depende también del hecho de que nuestra vida está basada en el carbono y que éste se tiene que haber formado en el universo), el Principio Antrópico afirma además que las leyes fundamentales y el universo mismo deben ser como son para que surja la vida. Entre todos los universos posibles vivimos precisamente en el que nos permite existir. De no ser así, no podríamos estar contando el cuento. No se trata de una tautología, sino del testimonio de un evento que, a nivel teórico es extremamente improbable: se estima (R. Penrose, The emperor’s new mind (Oxford University Press, 1989)) que la probabilidad de que el universo tenga la configuración que hoy presenta, considerando sólo las posibles condiciones iniciales en el momento del Big-Bang, es una en un número tan grande que si asociáramos un cero a cada protón, a cada electrón y a toda otra partícula existente en el universo entero, éstas no bastarían para escribirlo.
Frente a una cifra tal, otorgamos a este hecho un significado no casual sino direccional, y el Principio Antrópico es la expresión de un proyecto, de una teleología, es decir, una finalidad en la historia del universo: toda la evolución cósmica está orientada, desde sus albores, a la aparición de la vida y la conciencia.
Esta línea interpretativa no es la única. Extendiendo los principios de la mecánica quántica a nivel cosmológico, J. A. Wheeler formuló una versión del Principio Antrópico llamada "participatoria" según la cual «el universo mismo no existe independientemente del observador» (J. A. Wheeler, en Fundamental problems in the special science, ed. R.E. Buts y J. Hintikka (Reidel, Dordrecht, 1974), pág. 3; en The nature of scientific discovery, ed. O. Gingerich (Smithsonian Press, Washington, 1975), págs. 261-296 y 575-587.). En otras palabras: «sin observador no existen leyes físicas». Esta afirmación deriva evidentemente de la interpretación de la mecánica quántica según la escuela de Copenhagen. Wheeler estaba absolutamente convencido de que cualquier teoría física futura no podría no incluir el rol activo del observador. Para usar sus palabras, «el físico no es simplemente un observador, sino un "participante" que en su exploración del universo da existencia a lo que observa».
De todas formas, no podemos ignorar que también el caso s
igue reglas bien precisas, como demuestra el debate acerca de la mecánica quántica. Y entonces, uno se pregunta por qué el caso cumple con ciertas leyes y no con otras. Si se recurre al caso para evitar las implicaciones del Principio Antrópico no se hace otra cosa que transferir los mismos interrogantes al campo del cálculo de probabilidades, sin resolver nada en definitiva.
Vale la pena, para aclarar este punto, hacer una breve digresión sobre el concepto de probabilidad, que -como hemos visto- es tan importante en la mecánica quántica, pero que está presente en todos los sectores de la ciencia, desde los sistemas complejos a las teorías de la evolución de las especies biológicas.
Las interpretaciones corrientes del concepto de probabilidad demuestran que no tiene sentido hablar de probabilidad objetiva, que la probabilidad no es simplemente una abstracción matemática o algo que se pueda reducir a la observación o al dato empírico. Hoy se está afirmando una concepción de la probabilidad a la luz del Principio Antrópico que se puede ejemplificar con las palabras del matemático B. De Finetti (B. De Finetti, La filosofia della probabilità (Il saggiatore, Milán, 1995), pág. 64.): «No tiene sentido hablar de la probabilidad de un evento sino sólo en relación al conjunto de conocimientos de los que dispone una persona». Si quisiéramos definir una probabilidad objetiva deberíamos decir que es "0" si el evento no se produjo y "1" si el evento tuvo lugar. Pero dado que no podemos saber si el evento se verificará, no nos queda más que "estimar" tal probabilidad en base a nuestros conocimientos, nuestras expectativas, nuestro patrimonio cultural, histórico, social y biológico.
¿Qué nos reserva el futuro? ¿Cuál será la evolución del universo según las teorías cosmológicas? ¿Qué podemos esperar de tales teorías?
En tanto, el Principio Antrópico -en todas sus variantes- sugiere que toda teoría física futura no podrá no tener en cuenta al rol del observador en modo explícito. Como hemos dicho más de una vez aquí, la centralidad del observador, es decir, de la conciencia humana, parece ser una constante que está surgiendo en varios campos de las ciencias físicas.
Hay universos que se aglutinan y se mueven según una dirección no mecánica sino intencional; es decir, que el universo en su desarrollo tiene un sentido. El universo se transforma en una dirección irreversible, desde su origen, hacia el surgimiento de la vida y de la conciencia. En elfuturo irá hacia pasos más complejos de evolución de la conciencia y de la vida.
